Problema de carga y descarga de la batería

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He diseñado un circuito de carga y descarga de batería. El propósito principal de este circuito es cargar la batería y luego descargarla, una operación a la vez. También he añadido una histéresis de 3.4V y 4V.

La tensión de la batería se compara con la tensión de histéresis establecida y cuando la tensión de la batería alcanza los 4 V, la carga se detiene y la batería se descarga para cargar; Esto es controlado por MOSFEST como un interruptor. Cuando la tensión de la batería alcanza los 3,4 V, el interruptor se apaga y luego carga la batería.

Funciona en la simulación y también funciona cuando uso la fuente de alimentación como batería. El problema es que cuando conecto la batería real, suceden las siguientes cosas,

  1. Cuando la batería se está cargando y su voltaje está alrededor de 3.97, se produce la descarga. En este punto, se está cargando y descargando, ¿por qué no llega a 4V?

  2. Luego verifiqué la salida del comparador que controla el interruptor, luego noté que la salida del comparador se está volviendo loca (5V y 0V).

¿Por qué no funciona la histéresis y hay alguna manera de resolver esto?

este es mi esquema

Esteeselnuevoesquema,másfácildeentender:)

    

2 respuestas

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El comparador y el cargador de batería (LTC4071) están tomando decisiones de manera independiente. El cargador de batería está buscando que la batería alcance los 4.0, 4.1 o 4.2V, dependiendo de cómo se conecte el pin ADJ. Sin embargo, eso solo establece el límite de voltaje, nunca deja de intentar cargar la batería. Según la hoja de datos en la página 10, "El LTC4071 no tiene una terminación de carga discreta". El escenario de uso es que siempre trata de poner corriente en la batería y la batería limita su propia corriente cuando el cargador entra en modo de límite de voltaje, luego la corriente se reduce lentamente hasta casi cero a medida que la batería se llena realmente, momento en el que es recibiendo una carga "flotante". Hay un pin HBO que muestra cuando la batería está en el límite de voltaje, pero esto no es lo mismo que el cargador se apaga solo.

Mientras tanto, el comparador está buscando que la batería alcance los 4.0V. No estoy seguro de por qué está oscilando, pero posiblemente esté sobrecargando lo que el cargador puede atravesar, ya que la carga es paralela a la batería, y el cargador debe proporcionarles a ambos. ¿O sobrecargar la fuente de entrada, sea cual sea, el panel solar o el adaptador de pared? O bien, la carga es tan grande que en realidad está bajando la pequeña batería por debajo del umbral de batería baja. No indicas si otras partes del circuito también están oscilando.

Lo que podría desear es una configuración en la que el cargador de batería se apague solo cuando termine y le indique a la carga que se encienda, y la carga a su vez le indica al cargador que comience a cargar cuando se apaga. Debido a que el IC de su cargador de batería no tiene un pin de habilitación y no se apaga solo, es posible que deba armar algo con FET para conectar o desconectar la alimentación del cargador, o cambiar el IC del cargador a algo más apropiado. ¿El objetivo es probar el ciclo de vida de la batería, o específicamente este circuito también?

    
respondido por el Matt B.
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¿Cuál es el rendimiento esperado del panel solar, la capacidad de la batería, la capacidad de corriente del regulador de 5 V, la corriente requerida por la carga?

Parece que necesita bajar el comparador de 4.0V a quizás 3.6V. El comparador no le dice al cargador de batería cuándo debe detenerse, solo le dice a la carga cuándo encender o apagar. Todo lo que tiene que hacer es apagar la carga cuando la batería está demasiado baja y no volver a encenderla hasta que la batería se vuelva a cargar, así que la histéresis es buena, pero no debería intentar luchar contra el cargador. sobre lo que pasa a 4.0V. Póngalo en un umbral diferente para poder saber en qué modo está.

Modo 1: el panel proporciona suficiente energía para la batería y la carga, la batería se está cargando y entre 3.6 V y amp; 4.2V (o está lleno y vinculado a 4.2V), la carga está activada. Si el panel permanece encendido de esta manera, la batería nunca se descargará.

Modo 2: el panel no proporciona suficiente energía para la batería y la carga, pero la batería está haciendo la diferencia, la batería se está descargando y entre 4.2V y 3.0V, la carga está encendida y se apagará cuando la batería se descargue a 3.0V. Esto supone que la carga no es tan grande que inmediatamente supera la batería o el regulador de 5V cuando se enciende.

Modo 3: la batería ha alcanzado el umbral de bajo voltaje pero aún no se ha cargado por histéresis, el panel está cargando la batería cuando está encendida, la carga está apagada y permanecerá apagada hasta que la batería se cargue hasta 3,6V. Si la batería no se carga en absoluto debido a que el panel está oscuro, el cargador de la batería puede entrar en un modo de bajo consumo y necesita una cierta entrada del panel para volver a encenderse, consulte la hoja de datos.

Modo 4: la batería ha superado el voltaje de histéresis de 3,6 V y la carga se ha vuelto a encender. El voltaje de la batería está determinado por la entrada del panel frente a la salida de carga. Si el panel > carga, la batería se cargará hasta que se llene (en realidad, este es el Modo 1), y si el panel < carga, la batería se descargará hasta que esté vacía, o alguna variación entre la carga y el amp; Descarga basada en la fluctuación de la luz solar. Si desea que la batería se desgaste menos, haga que el panel sea más grande. Si desea que la carga permanezca apagada hasta que la batería esté completamente cargada en lugar de parcialmente cargada, entonces puede introducir el pin HBO en su comparador como un reinicio.

Así es como debería funcionar, pero tienes oscilación en todas partes. No describe qué es la carga, y parece que podría ser mucho más grande de lo que puede soportar la batería o incluso el panel + batería en conjunto. O eso o algo anda mal con el regulador de 5V, lo que, dado que es el riel del comparador, puede significar que cuando la carga está encendida, de alguna manera se producen fallas en el 5V, el comparador se confunde, la carga se apaga, se recupera 5V, repita. Por lo que puedo decir, lo único que el regulador de 5V enciende es el comparador, no la carga. Como mínimo, debe reemplazar la carga con una resistencia simple (por ejemplo, 1kohm) que consuma poca corriente en relación con las capacidades del cargador de batería y la capacidad de la batería, hasta que el resto del circuito parezca funcionar como se desea. Puede intentar precargar la batería en una fuente de banco (con los límites de V & I configurados adecuadamente).

Podría haber otros problemas, como la integridad de la señal, se olvidó de agregar un detalle de la hoja de datos en algún lugar, algo se está retroalimentando de una manera inesperada. Por favor, pruebe las sugerencias anteriores e informe más información sobre las partes que no están en el esquema y veremos si podemos ayudarlo más. Probablemente obtendría más gente mirándolo si su esquema fuera más fácil de leer, como deshacerse de todos los puentes y partes opcionales y mostrar cómo está realmente conectado, mostrar los comparadores como triángulos con +/-, hacer la red nombres más claros, por ejemplo VLOAD es realmente el voltaje de la batería, así que llámelo VBAT + o algo (VLOAD sería el otro lado de Q2 donde está la carga), y así sucesivamente. Tal vez una foto de la configuración.

    
respondido por el Matt B.

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