Cargador USB Li-Po con PIC, el voltaje no cae a 0V

Advertencia:

• Cuando modifica el circuito como se describe a continuación para que funcione "correctamente", intentará destruir una batería LiPo. Esto se debe a que está aplicando 5 V a la batería cuando solo debe aplicar un máximo absoluto de 4,2 V.

  Con R1 = 5 ohmios podrá suministrar unos 150 mA a 4,4 V y unos 100 mA a 4,4 V. Esto está muy por fuera de las especificaciones de seguridad de prácticamente todas las baterías LiPo que utilizará y es posible que se produzca un incidente de "ventilación con llama".

  Su diseño debe garantizar que el voltaje aplicado a la batería nunca supere los 4,2 V. Puede cambiar PWM a un voltaje más alto para reducirlo a 4,2 V máx. si filtra el PWM para que la batería nunca vea un voltaje superior a 4,2 V. Si, por ejemplo, PWM cambia 5V al 84% del ciclo de trabajo, el nivel medio sería 0,84 x 5V = 4,2V. Pero, si aplicara esta señal PWM a la batería directamente, es probable que el nivel máximo de 5 V cause daños.

  Los circuitos integrados de carga LiPo están fácilmente disponibles a un costo razonable. Es probable que sea mejor usar uno.

  Confiar en el puerto USB para limitar la corriente es una invitación a la destrucción en llamas de su batería, o más. Si bien se puede especificar un puerto para entregar 500 mA a una toma USB, en algunos casos puede ser capaz de suministrar varios amperios. Ese aumento de voltaje en la batería es una fórmula para fuegos artificiales.

El problema con el circuito existente:

Q1 y Q2 forman un "par Darlington". El voltaje de salida no puede ser más de 2 x Vbe cae por debajo de V2 ya que cada unión de emisor base debe caer Vbe de aproximadamente 0,6 voltios para que el transistor se encienda.

V2 = 5 V
Q1e = 5-0,6 = 4,4 V
Q2e = Q1e -0,6 = 4,4 - 0,6 = 3,8 V. En la práctica, obtiene algo menos debido a los valores más altos de Vbe.

Una solución es reemplazar Q1 y Q2 con un transistor PNP (llámelo Q3) con emisor a R1, colector a R3 y conducir la base a través de R2. Ahora el transistor estará encendido cuando V2 esté bajo. O puede usar un MOSFET de canal P con fuente a R1, drenaje a R3 y puerta a V2.

Limitador de voltaje:

Si construye su propio cargador, debe limitar el voltaje máximo de la batería.
Mi respuesta aquí muestra cómo construir un circuito de abrazadera de precisión de bajo costo para limitar el voltaje de la batería.

Abrazadera de voltaje ajustable: consulte la referencia anterior para obtener más detalles.

Como una indicación de cuán simple puede ser un cargador basado en IC, tan largo como pueda obtener los IC, entonces, si desea construir su propio cargador de iones de litio / LiPo para una tasa de carga de hasta 500 mA, entonces use el IC del cargador MCP83831 / MCP83832 es una manera muy fácil y económica de hacerlo. Hoja de datos aquí

Literalmente puede ser tan simple como este circuito.

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Para obtener más detalles sobre esto, consulte mi respuesta a esta pregunta de intercambio de pila .

Los circuitos integrados están disponibles en stock en Digikey por 0,68 USD/1 y 0,42 USD/100.