Li-po Pregunta sobre el circuito de carga (cambio entre batería y fuente de alimentación)

Estoy construyendo un circuito que contiene una batería Li-Po y un chip de carga de batería. Entiendo el funcionamiento del chip, pero realmente no entiendo cómo cambiar la carga del sistema a una fuente de alimentación normal mientras la batería se está cargando.

La hoja de datos proporciona el siguiente diagrama que supongo que funciona:

circuito de carga(fuente: diseño de referencia de microchip DS51746A sección 1.1)

Lo único es que realmente no sé por qué debería funcionar. Me encantaría entender por qué funciona. Supongo que tan pronto como V en es alto, cierra la puerta (Q1) de la celda de iones de litio a la carga del sistema. Y la corriente va a la carga del sistema desde V directamente a través de D1. Pero realmente no entiendo por qué cerraría Q1. Sería genial si alguien pudiera dar una breve explicación de lo que sucede con Q1, R pull y D1 cuando V in es High y Low.

El MCP73833 funciona de la siguiente manera: cuando V in es alto, V bat será alto y cargará la celda de iones de litio. (V bat será un poco más bajo que V in ). Tan pronto como Vin sea bajo, V bat (9,10) será bajo y dejará de cargarse.

Respuestas (1)

Q1 es un MOSFET de canal p. Aquí está el esquema con sus terminales etiquetados (G = puerta, D = drenaje, S = fuente):

Un MOSFET se enciende (permite que fluya la corriente) cuando el voltaje entre su compuerta y la fuente, o Vgs, excede un voltaje de umbral, Vth. Para los MOSFET de canal P, Vth es negativo, lo que significa que la compuerta debe estar más baja que la fuente en cierta cantidad para que el MOSFET se encienda.

Cuando Vin es alto, la corriente fluye a través del diodo D1 hacia la carga, lo que hace que el voltaje en la fuente sea aproximadamente Vin (menos la caída del diodo). Dado que la puerta está vinculada directamente a Vin, esto significa que Vgs es ligeramente positivo y Q1 permanece desactivado.

Cuando Vin es bajo, la compuerta se pone a tierra mediante Rpull (una resistencia desplegable). Pero espere, ¿cómo se enciende Q1 si la fuente debe tener un voltaje más alto que la puerta y, para que aparezca un voltaje en la fuente, Q1 debe estar encendido?

Bueno, hay un pequeño diodo en la parte inferior del símbolo MOSFET; esto representa el diodo del cuerpo (a veces llamado diodo parásito), que es básicamente un artefacto de la forma en que se fabrica el MOSFET. La presencia del diodo del cuerpo significa que incluso cuando el MOSFET está apagado, solo bloqueará el flujo de corriente desde la fuente al drenaje; todavía permitirá que la corriente fluya desde el drenaje a la fuente. Aquí, eso es algo bueno: el diodo del cuerpo permite que la corriente de la batería fluya desde el drenaje hasta la fuente, acercando la fuente al voltaje de la batería y creando una diferencia de voltaje Vgs negativa que permite que el MOSFET se encienda por completo.

El propósito de Q1 y D1 es garantizar que la corriente solo fluya de Vin a la carga o de la batería a la carga, evitando la corriente inversa de Vin a la celda o viceversa. Reemplazar Q1 con otro diodo lograría más o menos lo mismo:

La ventaja del MOSFET es que, cuando está encendido, hay menos caída de voltaje en comparación con un diodo. Menos caída de voltaje significa menos energía desperdiciada, lo cual es especialmente importante cuando está alimentando su carga desde una batería.

Buena explicación, +1.
Wow, gracias por esta gran explicación. Lo entiendo totalmente. Me ahorraste mucho tiempo y dolores de cabeza. :)
Soy un poco novato aquí, y tal vez ya lo hayas explicado, pero si lo hiciste, me lo debo haber perdido; Mi pregunta es: esos son diodos Zener, ¿verdad? Entonces, ¿hay algún significado aquí sobre por qué se usan Zeners en lugar de un diodo 1N4148 normal? ¿Es necesario que el voltaje fluya hacia atrás sobre ellos? - Y en segundo lugar (puede ser demasiado específico para esto), pero ¿existe una relación particular entre el voltaje Zener y el voltaje de carga (que supongo que está siendo regulado por el MCP73833 en las líneas VBAT)?
@ BrainSlugs83 Es un diodo Schottky (consulte, por ejemplo, en.wikipedia.org/wiki/Diode#Electronic_symbols ). (Tuve que buscarlos para asegurarme...)
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