Circuito de carga de reparto de carga para polímero de litio

Cargar la batería de litio al mismo tiempo que intentaba usar el circuito no funcionó del todo, con problemas como que el circuito no se encendía y la batería nunca terminaba de cargarse.

La batería es de 3.7V y capacidad de 300mAH.

Sin embargo, encontré la nota de la aplicación del microchip sobre el mismo problema.

Aquí está el circuito: -ingrese la descripción de la imagen aquí

Cuando se aplica alimentación USB, Vineste circuito se apagará Q1y, a continuación, la carga utilizará la alimentación desde USB a través de D1. Esto permite que la batería se cargue normalmente sin perturbaciones externas.

  • El Q1MOSFET del canal P es, pero no puedo entender la conexión. ¿Por qué la fuente está conectada a la carga y el drenaje conectado a Vbat? Debería ser al revés.

  • ¿Qué MOSFET debo seleccionar para este circuito? ¿Si mi corriente de carga es de 100 mA como máximo? ¿Cuál debería ser el Rd (encendido) y VGS (th) del MOSFET que puedo usar en el circuito anterior? alguna sugerencia para el numero de parte

Estoy considerando este P-Channel MOSFET DMP1045U http://in.element14.com/diodes-inc/dmp1045u/mosfet-p-ch-w-esd-12v-sot23/dp/2061526

Estoy considerando el diodo B130LAW: - http://www.farnell.com/datasheets/887879.pdf?_ga=1.83230549.251839788.1488841003

También D1 es para evitar que la corriente fluya desde la batería hacia la fuente de alimentación de carga. D1debe ser un diodo schottky. La corriente de fuga inversa de D1, que podría ser de unos pocos cientos de microamperios (los diodos Schottky tienen muchas fugas).

  • Esta corriente de fuga creará un pequeño voltaje en la puerta del MOSFET que, si es lo suficientemente alto, podría hacer que el MOSFET no se vuelva a encender correctamente cuando Vinse desconecte la alimentación principal. ¿Cómo superar esto?

  • ¿ Cómo minimizar la corriente de fuga de D1?

  • ¿ Cuál debería ser el valor de Rpull?

Lo que dijo Abe, pero eso es un MOSFET Vgsth MUY bajo. 500 mV es excepcionalmente bueno en la mayoría de las aplicaciones. Como dice Abe, vea qué voltaje de diodo es con Rpull elegido. Tenga en cuenta que la fuga de Schottky es a menudo INMENSAMENTE más alta, digamos 100C que 20C. Si existe alguna posibilidad de temperaturas elevadas, verifique la especificación del diodo en Tmax.

Respuestas (1)

¿Por qué la fuente MOSFET está conectada a la carga y el drenaje a la batería?

Como se muestra en el esquema, el MOSFET tiene un diodo de cuerpo conectado desde el drenaje hasta la fuente. Si el MOSFET se conectara al revés, la energía USB podría fluir a través de D1 y el diodo del cuerpo hacia la batería, cargándola más rápido de lo que es seguro. (Tenga en cuenta que cuando el MOSFET está encendido, permite que la corriente fluya en cualquier dirección, como una resistencia).

¿Cómo evitar que la corriente de fuga en D1 apague Q1?

Básicamente, haz que R PULL sea lo suficientemente fuerte. Si su corriente de fuga máxima sobre la temperatura y el voltaje es, digamos, I LEAK = 100 μA, entonces un R PULL de 1 kΩ daría un voltaje de puerta máximo de 100 mV, lo que casi con seguridad está bien.

¿Qué MOSFET debo seleccionar?

Tiene razón en que R DS (on) y V GS (th) son los parámetros importantes. Necesitará saber la corriente máxima I LOAD tomada por su carga. Elija R DS (encendido) para que incluso cuando la batería esté casi agotada (3,2 V) y la carga esté consumiendo la corriente máxima, habrá suficiente voltaje para el sistema. Este voltaje sería 3.2 V - I LOAD * R DS(on) .

Desea que el MOSFET esté completamente encendido incluso cuando la batería esté casi agotada, así que use el mismo valor que el anterior para el voltaje de la fuente. El voltaje de la fuente de la puerta será la diferencia entre este y el voltaje en la puerta causado por la fuga a través de R PULL , para un resultado final de 3.2 V - I LOAD * R DS (on) - I LEAK * R PULL . (Tenga en cuenta que un MOSFET no está completamente encendido cuando está en su voltaje de umbral: generalmente desea al menos un voltio adicional, pero consulte la hoja de datos).

¿Cómo puedo reducir la corriente de fuga?

Mantener D1 fresco ayudará mucho: si solo necesita operar hasta, digamos, 50 °C, tendrá una corriente de fuga mucho más baja que a 125 °C (pero tenga en cuenta el autocalentamiento si está disipando potencia sustancial en D1). Si esa no es una opción, también puede considerar usar un diodo de silicio normal en lugar de un Schottky. La caída de voltaje será mucho mayor, pero dado que está comenzando con el voltaje del USB en lugar del voltaje de la batería, puede permitirse el lujo de desperdiciar algo.

La corriente de carga no superará en ningún caso los 50mA. Estoy considerando este MOSFET de canal P: in.element14.com/diodes-inc/dmp1045u/… . ¿Funcionará?
@RSSystem Me parece bien. Sin embargo, con ese mínimo de corriente, es casi seguro que podría salirse con la suya con uno más barato (= mayor resistencia).
Como mencionó, Choose RDS(on) so that even when the battery is almost drained (3.2 V)¿en qué VGS elijo RDS (activado)? En la hoja de datos hay diferentes valores para Rds (encendido) en diferentes VGS. ¿Cuál será el valor de VGS cuando el circuito sea alimentado por batería y cuando sea por USB? Por favor, aclare.
@RSSystem Un Rdson más bajo nunca va a doler, solo cuesta más, así que asegúrese de que la caída de voltaje sea aceptable para todos los valores de Vgs (y dado que Rdson disminuye con una mayor diferencia de Vgs, solo tiene que verificar en el voltaje más pequeño que será ocurrir). El MOSFET no estará encendido cuando esté alimentado por USB, por lo que solo necesita calcular cuando está alimentado por batería.
@RSSystem En cuanto al diodo que miró, tiene una corriente de fuga enorme (1 mA a temperatura ambiente, varios mA a temperatura más alta), y no necesita nada como esa capacidad de transporte de corriente, así que mire algo como el DB2J30900L de Panasonic.
Entiendo, puede ser que pasé por alto la corriente de fuga. ¿El MOSFET que elijo está bien?
@RSSystem Como dije, el MOSFET se ve bien.
La corriente de fuga del diodo que sugirió tiene 0.2uAen Vr= 10V, si 1Kse usa Rpull, entonces el voltaje será 2mVel que no encenderá el MOSFET en ningún caso, porque MOSFET requiere al menos 0.3Vencenderse. ¿Tengo razón? 1K Rpulles suficiente ? No puedo entender esta ecuación 3.2 V - ILOAD * RDS(on) - ILEAK * RPULL, qué obtendré con ella y cuál es el parámetro objetivo para cumplir con esta ecuación.
@RSSystem Vgs es la diferencia entre los voltajes de la puerta y la fuente, pero los 2 mV que calculó están entre la puerta y la tierra.
Entonces, ¿cuál debería ser el valor de Rpull con el diodo que mencionaste?
@RSSystem Todavía no ha dicho cuál es la temperatura máxima a la que necesita operar, y dado que la fuga depende tanto de la temperatura, el valor necesario de Rpull también lo es. Dicho esto, si no le importa demasiado la energía desperdiciada cuando el USB está presente, 1 kΩ es un pulldown muy fuerte, por lo que es probable que funcione.
La temperatura a la que necesito operar es de 20-30C.
@RSSystem Entonces no obtendrá una fuga de más de 0.3 μA, por lo que me sentiría cómodo tomando Rpull tan alto como unos pocos cientos de kΩ si es necesario.
Tengo este MOSFET : in.element14.com/infineon/irlml6401trpbf/mosfet-p-micro3/dp/… y este diodo ahora mismo: in.element14.com/stmicroelectronics/bat46/… ¿Funcionarán? Si funcionan, ¿habrá algún cambio en el valor de Rpull ? Necesito comprar el diodo que mencionó y también el MOSFET, y necesito construir este diseño con urgencia, por lo que pedir nuevos componentes llevará tiempo y será difícil enviarlo en poco tiempo.
@RSSystem No veo ningún problema con esos componentes. La fuga es un poco más alta (0.8 μA), por lo que probablemente mantenga Rpull a no más de 100 kΩ y debería estar bien.
Circuito de carga de reparto de carga para polímero de litio
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