¿Está comprometido este controlador de potencia de conmutación?

1

TL; DR: en busca de todo tipo de consejos :-) Especialmente relacionado con empujar la energía "hacia atrás" en un controlador de conmutación incremental basado en MC34063 a veces.

Estoy construyendo un dispositivo con un microcontrolador AVR, algo de E / S (codificador rotatorio, botón, dígitos LED y un zumbador), una entrada para verrugas en la pared y una celda LiPo 18650 para una alimentación no conectada.

Quiero que el dispositivo funcione bien en la verruga de la pared conectada, así como que cargue la batería LiPo. El AVR desconectará el voltaje de carga cuando el voltaje LiPo llegue a 4.1V. (La hoja de datos dice que debe cargarse a un máximo de 4,2 V, por lo que deja un poco de margen de seguridad, ya que la celda también tiene protección incorporada)

La cadena es algo así como "conector de entrada - > regulador lineal - > interruptor - > batería - > conmutación incrementada - > AVR" con un diodo desde el regulador lineal hasta el AVR para funcionar con energía de la pared, incluso cuando la carga de la batería está apagada.

Construí una versión de esto que usaba un regulador 5V 1117 y un MOSFET de modo de agotamiento para el interruptor. Lamentablemente, el MOSFET tuvo un Rdson de aproximadamente 3 ohmios, lo que limitó significativamente la corriente de carga una vez que llegó a más de 3.7 voltios o menos. Esto hizo que tardara una eternidad en cargar. El regulador también funciona, pero tengo un disipador de calor en eso, y en el MOSFET.

Para un segundo intento, estoy pensando en usar la variable 1117, configurada en 6V (con un rectificador de 0,85 V que cae a 5,15 V para el AVR) y un MOSFET de canal P como interruptor. Esto no se mantendrá "activado de manera predeterminada" como lo hizo el modo de agotamiento, pero con el diodo de derivación al AVR, se activará con la energía de la verruga de la pared de todos modos. Inicialmente, no tenía ese diodo, por lo que el encendido "por defecto" era importante. El MOSFET de canal P tiene un Rdson de aproximadamente 0,2 ohmios a -4 V, por lo que probablemente ni siquiera necesitará un disipador de calor.

Luego dependeré de la limitación de corriente incorporada en el 1117 para no entregar más de un amplificador a la batería mientras se carga. Mientras esto ocurre (voltaje < 5V), el controlador de conmutación incrementará el AVR, en paralelo con la batería cargada. Además, incluso cuando el interruptor de carga de la batería está apagado, la batería estará en línea con el convertidor elevador, aunque ese convertidor estará "inactivo". (Es un convertidor basado en mc34063) Me imagino que necesitaré una histéresis en el interruptor de encendido / apagado de la carga; digamos, carga a 4.1 V, descarga a 4.0 V, repita. Con suerte, ese ciclo es largo con este diseño mientras está enchufado. El dispositivo se desconectará todos los días y se recargará durante la noche, en general.

Finalmente, estoy adjuntando tanto el esquema como el diseño. La mayor molestia con el diseño es que los inductores que tengo están tendidos, y por lo tanto ocupan una pulgada cuadrada del tablero: - / Eso también hace que los rastros desde el conmutador hasta el inductor sean más largos de lo necesario. En el tablero final, superpondré un polígono terrestre en ambos lados del tablero (solo 2 caras, sin "planos" reales, lo siento :-)

Por favor, sé amable pero firme.

enlace

enlace

    
pregunta Jon Watte

1 respuesta

2

Comencé esto como un comentario, pero el diagrama era necesario y usted pidió una crítica como parte de la respuesta

  1. Ponga una prohibición a que Olin venga a menos de 10 millas de su diagrama o lo matará.

  2. Su diagrama de circuito tiene mucho desorden no funcional innecesario que lo hace mucho más difícil de leer de lo necesario. Hay pequeñas marcas y anotaciones en todas partes que no tienen ningún significado para la mayoría de los lectores y ningún lugar en un diagrama destinado a que otros lo inspeccionen con el fin de analizar el diseño del circuito.

Considera este extracto. La mayoría de las cosas sucias están marcadas. El valor R25 es muy difícil de leer / Los círculos grandes en los extremos de los componentes son muy perjudiciales para la apariencia. El punto donde la línea vertical de C3 se encuentra con el terreno está bien y otros deberían estar así o deshabilitados para propósitos de presentación. Está bien que un dibujo se vea así cuando trabajas con él siempre y cuando no se le permita escapar del cautiverio.

Los FET en modo de agotamiento tienen su lugar, pero es muy poco frecuente que los necesiten, por lo que debe hacer un gran esfuerzo para no hacerlo. Son tecnología relativamente antigua en la mayoría de los casos y tienen especificaciones deficientes (como lo encontró). Como puede observar, un FET de P Channel hará lo que usted desea también en la mayoría de los casos y cargar un N Channel en todo momento, ya que su configuración predeterminada a través de un susurro de puerta es aceptable si es necesario.

Un convertidor de refuerzo nunca puede tener Vin > Vout + 1 caída de diodo a menos que esté contento de que Vin fluya a Vout a través del diodo de salida. Usted puede ser.

Si confía en que un procesador termine un ciclo de carga de LiPo, cuando el uC se caiga, la batería también lo hará a su debido tiempo.

El uso del límite de corriente incorporado de un regulador como un regulador de max chg para un LiPo está bien solo si el máximo permitido I es > > Ireg max as reg max I out varía ampliamente.
 1A carga - ¿Qué tamaño de celdas?

Se puede decir más.
 Olin puede elegir decir algo de eso.  Trajes de flama en :-).

    
respondido por el Russell McMahon

Lea otras preguntas en las etiquetas