Uso de un interruptor programable con nivel lógico de 3,3 V para conectar la carga del condensador con entrada variable

Estoy tratando de conectar la salida de un convertidor elevador de impulso programable digitalmente (TPS61045) con un condensador a través de un interruptor. Básicamente, cuando el convertidor elevador se enciende, se enciende en el valor medio. Entonces necesito encender el convertidor elevador, enviar comandos para bajar el voltaje al mínimo (~ 3.6V). Y luego encienda el interruptor para conectar la salida del convertidor elevador al capacitor para cargarlo. Luego aumento el voltaje del convertidor elevador a 19V. El propósito de esto es reducir la corriente de entrada en la batería que alimenta el convertidor elevador aumentando el voltaje en 64 pasos. También estoy buscando un interruptor de carga para luego descargar el capacitor en una resistencia después de que el capacitor esté completamente en rampa a 19V.

¿Alguien tiene alguna idea de qué interruptores usar para esta aplicación? Estaba buscando interruptores de carga integrados, pero intenté usar uno (FDC6326L) y no funcionaba bien.

Quiero controlar el interruptor de carga con un nivel lógico arduino de 3.3V.

Estuve trabajando con Power Relays por un tiempo, pero quiero avanzar hacia los FET.

Gracias,

EDITAR: estoy usando 4 tapas de cerámica multicapa de 100uF que reducen en aproximadamente un 35% la capacitancia cuando se cargan a 19V

¡Bienvenido a EE! ¿Puede entrar en más detalles sobre por qué el FDC6326L no funcionó para usted?
Creo que estaba operando por encima de los requisitos de disipación de energía. ~1.2W y está clasificado para .7W

Respuestas (3)

Para algo como esto, normalmente no usaría un interruptor programable y solo usaría un interruptor FET de lado alto simple. En los interruptores del lado alto donde el riel de alimentación es significativamente más alto que el riel lógico de conmutación, necesitará un pullup y un transistor adicional para manejar la función de conmutación. La razón es porque el nivel lógico en la puerta no será lo suficientemente alto como para cortar la corriente al FET del lado alto y siempre estará al menos ligeramente encendido. Aquí hay una configuración típica, aunque también puede reemplazar el BJT con un FET.

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Probablemente esté pensando demasiado en este problema, la mayoría de los suministros de carga de capacitores usan corriente controlada para cargar el capacitor, si lo hace en una serie de pequeños pasos, entonces su conversión se ejecutará en el límite actual de todos modos al comienzo de los pasos, por lo que simplemente conecte el condensador directamente, y configure el convertidor a 19v y déjelo hacer lo suyo; y realmente no necesita un interruptor de carga, simplemente desactive el convertidor y deje su capacitor conectado al convertidor, esto aún dejará una resistencia divisora ​​​​de voltaje de 5 megaohmios descargando su capacitor, ¿es eso un problema?

El TPS61045 utiliza un circuito de corriente máxima, por lo que funcionará felizmente en el "límite de corriente", ya que ya lo está haciendo de todos modos.diagrama de bloques TPS61045

, esto limitará la corriente máxima del interruptor a 375 mA, debido a la variación de la corriente de la batería con el tiempo de encendido del interruptor de refuerzo, la corriente de la batería probablemente será de ~ 100 mA inicialmente, luego 200 mA cuando el límite llegue a 6 V, luego 300 mA cuando el límite llegue a 12 V y por encima. También puede controlar el pin de habilitación con un PWM lento a 500 Hz para reducir la corriente total (en lugar del complejo arreglo de programación, que algunos podrían llamar elegante, pero mire el código dentro de un año y pregunte cómo funciona eso?), esto también permite intercambiar con otros convertidores elevadores.

Cuando descargue su capacitor, también estará descargando C2 si descarga por debajo de 3vDiagrama de cableado

Para descargar su gran capacitor, solo use un mosfet de nivel lógico conectado a tierra. Como en este esquema parcial (con resistencia opcional de 1 ohm para medir la corriente de descarga). U1 es tu Arduino o lo que sea.

También puede hacer un arreglo de descarga de corriente constante aumentando la resistencia de 1 ohmio a 10 ohmios, y la resistencia de 10 ohmios a cero, con un controlador de compuerta de 3v y un MOSFET de umbral de 1v, tendrá 2v a través de una descarga de corriente constante de 10ohm o 200mA .

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Hola BobT, gracias por responder a mi pregunta. Estoy tratando de reducir la corriente a <200 mA para evitar problemas de caídas de tensión. Esta es la razón por la que aumentar lentamente la salida del convertidor elevador, para evitar consumos elevados de corriente, es realmente bueno, ya que el convertidor elevador no puede reducir la corriente tanto como me gustaría. Esperaba que un interruptor de carga o algo parecido con capacidades de arranque suave pudiera ayudar. También me preocupa que si no tengo un interruptor de mi convertidor elevador a la tapa, la batería fluirá directamente al condensador o viceversa.
¿Podría entrar en más detalles sobre la descarga de corriente constante? Esto parece ser a lo que estoy tratando de llegar.
La mayoría de las topologías de convertidor elevador único tendrán un voltaje de salida mínimo aproximadamente igual al voltaje de entrada, por lo que es necesario desconectar el convertidor para descargar el condensador. El TPS61045 tiene un interruptor de carga integral para ese propósito. He publicado otra respuesta con un circuito de descarga de corriente constante.

Descarga del condensador:

  1. Cargue el capacitor con sw1
  2. Puerta de accionamiento de MOSFET con 3v
  3. Como Vth es 2.5v, quedan 0.5v en R1, esto define la corriente de descarga de 5mA (100ohm es 10mA por voltio), (cambie el valor de la resistencia para cambiar la tasa de descarga)
  4. El condensador se descarga a la corriente constante hasta alrededor de 0,5 V, después de eso se desvanece.

El circuito también funciona con un transistor NPN (pero es posible que desee agregar un divisor resistivo a la base para establecer el voltaje de la base en ~ 1,6 V, lo que hace que el voltaje del emisor sea de 1,0 V y una corriente de descarga de 10 mA para una resistencia de 100 ohmios) )

Aquí hay pantallas de voltaje de este sim:ingrese la descripción de la imagen aquí

Debería poder ejecutar este simulador usted mismo haciendo clic en el esquema, presione simular cerca de la parte inferior izquierda y luego presione "simulación de tiempo de ejecución"

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab