N Problema MOSFET en el circuito de carga de la batería

Mi proyecto usa una conexión USB para cargar una batería LiPo. El LiPo tiene protección de circuito incorporada. Todo funciona bien al conectar la línea de +5V directamente desde el concentrador USB al terminal positivo de la batería y conectar las tierras.

Quiero usar un LED para indicar que el cable USB está enchufado. El LED debe apagarse cuando se desconecta el cable USB.

Pensé que usar un MOSFET N sería una solución simple: la línea de +5 V del USB va al drenaje, la batería se conecta directamente a la fuente y la puerta se levanta de la línea USB de +5 V a través de una resistencia. Luego, simplemente puedo agregar un LED y una resistencia en la línea USB de +5 V, que se encendería cuando la línea USB estuviera encendida y no vería el voltaje de la batería cuando el USB no está enchufado (porque la puerta estaría en potencial cero).

Aquí está mi circuito:

diagrama de circuito

Estoy usando el nMOS contenido en este IC: FDC6333C .

Desafortunadamente, la hoja de datos no nombra explícitamente los pines como 'drenaje', 'fuente' y 'puerta'. Sé que se usan muchos símbolos MOSFET diferentes, y actualmente estoy asumiendo:

  • pin 1: puerta
  • pin 5: fuente
  • pin 6: drenaje
  • la corriente debe fluir del drenaje a la fuente

Los pines pMOS del IC no se utilizan y no están conectados a nada.

El puerto USB suministra 5,16 V.

Noté el siguiente comportamiento, que estoy tratando de entender:

  • El LED permanece encendido cuando se desconecta el cable USB. Supongo que esto se debe al diodo interno dentro del MOSFET que permite que la corriente fluya desde la batería al LED.

  • Veo una caída de 1 V en el transistor incluso cuando no tengo la batería conectada. Esto pone la línea de 'batería' a solo 4 V, lo que no podría cargar la batería hasta su valor máximo de 4,2 V.

  • Cambiar los pines de fuente y drenaje parece proporcionar el comportamiento esperado. El LED no se enciende cuando el cable USB está desenchufado. Con la batería desconectada, solo veo una caída de 0,3 V en mi transistor, que es un voltaje adecuado para aplicar a la batería para cargarla.

Aquí están los datos que tomé sobre todas las permutaciones posibles de USB y batería conectadas y diferentes arreglos de fuente y drenaje:

datos

Mi conclusión inicial es que mi interpretación de la hoja de datos era incorrecta, es decir, que el pin 5 es el drenaje y el pin 6 es la fuente.

¿La solución es realmente tan simple? ¿O me estoy perdiendo algo más fundamental aquí? ¿Hay una forma más sencilla de lograr mi objetivo? Soy un pariente n00b, por lo que se agradece toda ayuda, consejo y crítica.

Respuestas (1)

Comencemos con lo que parece ser lo obvio: ha dibujado el símbolo mosfet y ha indicado la dirección del diodo parásito. Ahora, ¿qué le dice ese diodo sobre la dirección del flujo de corriente cuando se retira el USB? Debería decirle que su FET está al revés o no es adecuado para este tipo de circuito porque descargará el LiPo en el LED cuando el USB no está enchufado.

La forma más sencilla de cargar la LiPo es utilizar un diodo schottky desde los 5V con cátodo hasta la LiPo. Esto no puede devolver corriente al LED cuando se retira el USB.

Sin embargo, el problema que tiene ahora es que hay una pequeña caída de diodo pero, por lo que sé sobre el voltaje del terminal LiPo (que no es mucho) es que funcionan en algún lugar a menos de 4,5 V, por lo que tal vez se cargue bien con el incorporado. proteccion.

Tal vez podría publicar un enlace a la batería que está utilizando para que esto pueda confirmarse.

Más detalles sobre por qué el FET dibujado es inapropiado. Es un FET de canal N que está bien para cambiar cargas y baterías, pero cambiaría a valores bajos de resistencia en el terminal negativo del LiPo porque podría elevar la puerta al positivo. terminal LiPo y encienda el FET correctamente. Sin embargo, el diodo parásito aún estaría polarizado hacia adelante cuando se elimine el voltaje del USB, por lo que no puede ganar en esto con un simple circuito FET.

Andy, tengo entendido que el diodo parásito debe estar orientado desde la fuente hacia el drenaje. Además, las baterías LiPo generalmente solo se pueden cargar hasta aproximadamente 4,2 V. El circuito de protección de la batería evita que se cargue más que esto, por lo que su suposición es correcta.
Y estoy de acuerdo en que la solución de diodo Schottky es ciertamente más elegante. Gracias.
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