Módulo de alimentación directamente desde el cargador LiPo con LiPo conectado

Tengo un módulo GSM (Particle Electron) que tiene pines para alimentarlo con una batería LiPo. Los pines aceptan voltajes de 3.6V a 4.4V. El módulo también se puede alimentar con una fuente de 5V a través de otro pin ( Vin).

Tengo un cargador solar basado en el cargador de batería LiPo MCP73871 IC de Microchip. Este cargador tiene una BAT+salida para cargar baterías LiPo, y hemos agregado un regulador que proporciona 5V regulados a LOAD+. Sin embargo, esto tiene una limitación actual de 1A.

Ahora, normalmente conectaríamos el Vinpin del módulo GSM a la salida de 5V. Sin embargo, dado que el módulo tiene requisitos de sobretensión de corriente de 1,8 A, estamos pensando en conectar el Li+pin del módulo GSM a la BATsalida del cargador solar.

Quiero saber qué podría salir mal en esta configuración. ¿Esta configuración podría dañar de alguna manera la batería, el cargador solar o el módulo GSM?

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Para hacerlo mas simple:

¿Podemos conectar algo en paralelo a una batería LiPo mientras se carga con un cargador LiPo? ¿Se puede dañar el cargador o el LiPo en tal caso?

Algunos datos esenciales:

  • El módulo GSM tiene requisitos de sobretensión de hasta 1.8A
¿El cargador presenta algún tiempo de espera?

Respuestas (1)

No creo que esta sea una buena idea. El cargador mide el voltaje y la corriente para determinar el perfil de carga adecuado para LiPo. No puede distinguir entre corriente de batería demasiado alta y corriente normal + carga adicional. Además, en su caso, es simplemente demasiado débil para admitir corriente combinada (la salida máxima de la batería es 1A).

Esa es la razón por la que los BMS modernos tienen tecnología de "ruta de energía", que hace trucos como cargar la batería mientras alimenta el sistema con energía adicional si está disponible, o complementa la fuente de energía débil con alguna descarga de la batería. ¡Su MCP73871 es exactamente ese tipo de BMS! Recomiendo usarlo según lo previsto.

Manten eso en mente

  • los propios módulos GSM son dispositivos de 3,3 V o 1,8 V. No importa cómo le suministre energía, pasará por el regulador .
  • No sé qué panel solar usa, pero dudo que pueda suministrar 2.8A, que es la corriente máxima de carga combinada y el requisito máximo de GSM.

Una cosa más. Dijiste que tu cargador proporciona "salida regulada de 5 V". El MCP73871 no hace esto. Si se proporciona alimentación externa, va directamente al pin OUT. Serán 5V desde USB y 6V desde panel solar. Básicamente, no hay "pérdidas del regulador" que esté tratando de evitar, excepto aquellas en el módulo GSM sobre las que no tiene control de todos modos.

ACTUALIZAR:

Si extrae suficiente corriente para conducir el suministro por debajo del voltaje de la batería (lo cual no es difícil de hacer con el panel solar), entonces (y solo entonces, según Kirchhoff) la batería comenzará a descargarse. En este punto, MCP entrará en modo de apagado (consulte UVLO en la hoja de datos), lo que cortará la entrada y (con suerte) protegerá el cargador. Entonces, sí, obtendrá su corriente de sobretensión.

Sin embargo, en todas las demás condiciones, tendrá curvas de carga desactivadas y un chip preciso y agradable que hará los tontos. Todo eso para resolver un problema creado artificialmente por una mala elección de LDO. Recomendaría usar LDO ultrabajo ( ISL80103 , LD39200 , NCP59300 ) con una caída de tan solo 0,12 V y dejar que el chip haga su trabajo.

ACTUALIZAR 2

Ahora que lo pienso, ¿por qué necesita LDO en absoluto?

En la mayoría de los casos, el voltaje de salida es igual o inferior a 5 V. Solo la combinación de batería completamente cargada, sol brillante y GSM en algún modo de baja potencia dará como resultado un voltaje más alto, ¡e incluso entonces solo 1V por encima!

Lo que necesitas es una pinza de voltaje . Algo tan simple como el circuito zener a continuación o un poco más complejo con FET como este . Tenga en cuenta que ambos tienen exactamente cero pérdidas en condiciones normales, a diferencia de LDO, que siempre bajará un poco el voltaje, incluso si la entrada está por debajo del nivel de regulación. Incluso creo que puede encontrar un zener de alta potencia de 5.05 ~ 5.1 V con suficiente resistencia interna para funcionar solo con diodos, suponiendo que el módulo GSM tenga una conexión permanente a la salida.

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Gracias por la respuesta. ¡La idea que planteó acerca de que el cargador determina el perfil de carga es acertada! Sin embargo, me gustaría señalar algunas aclaraciones. En primer lugar, nuestra batería LiPo puede proporcionar picos de tensión de hasta 2,5 A fácilmente. En segundo lugar, durante la sobretensión, ¿por qué el panel solar necesitaría proporcionar 2,8 A? Incluso si el panel solar proporciona, digamos, unos escasos 300 mA, el resto lo proporcionará la batería, ¿no es así? Finalmente, el regulador del que estoy hablando es un regulador externo (que no está en el IC).
Pensé en un regulador externo e hice una búsqueda de "cargador solar MCP73871". De muchos éxitos, ninguna placa tenía LDO adicional, así que descarté la idea. Si tiene algo con él, un enlace en la pregunta sería beneficioso. La batería puede proporcionar picos de corriente solo cuando está cargada. Si la batería está baja se está cargando , y el cargador debe preverlo y el GSM. Después de todo, es una simple cuestión de diferenciales de voltaje. Si el voltaje de la batería está por debajo de la fuente de alimentación externa, se estará cargando, no suministrando
En el caso de las sobretensiones, a pesar de la baja tensión, supuse que parte de la sobretensión sería proporcionada por el cargador y en parte por la batería. Por lo tanto, la batería NO se cargará en ese momento.
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