Mosfet de canal P + convertidor elevador + cargador MPPT

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Estoy construyendo un circuito que consta de cinco partes:

  1. A 400mAH 3.7V LiPo Supply Battery
  2. A [MOSFET de canal P] (DigiKey FDN360PCT-ND )
  3. Un 2.5-9v Boost Converter
  4. Un [LT3652 IC del cargador solar] (Digikey LT3652EMSE # PBF-ND)
  5. Una batería idéntica a 1., que se carga por 4.

El convertidor elevador toma el voltaje de alimentación de la batería y lo eleva a un nivel que el cargador solar IC puede usar para cargar la segunda batería. Esto es para crear un prototipo de un aparato de poder compartido para un sistema de carga solar modular que no utiliza un conjunto compartido de células solares o el cambio de células. Una breve descripción del proyecto es la siguiente. Cada módulo tiene una batería, un conjunto de celdas solares, un microcontrolador y un convertidor elevador, y está diseñado para cargar su propia batería si sale suficiente energía de las celdas y / o usar su batería para cargar a un vecino. Batería si su vecino tiene poca carga. He usado circuitos integrados que permiten una carga en paralelo con el circuito de carga, y he intentado configurarlo para que sea lo más agnóstico posible: una placa puede absorber energía solar y energía de baterías vecinas simultáneamente, y puede cargar a un vecino y obtener energía de las células solares simultáneamente. Sin embargo, las celdas nunca están directamente conectadas a un vecino. Si escuchar esto te da una mirada de incredulidad, y crees que esto es realmente estúpido, me encantaría hablarte al respecto. Las eficiencias para este proceso no son buenas, pero las razones particulares para hacer esto son algo que estoy dispuesto a entrar en un montón de detalles a través del correo electrónico, y realmente estoy dispuesto a admitir que son temerarios.

Pero lo importante es que la idea funciona como un experimento. Cuando conecto directamente la batería al convertidor boost, el cargador solar puede cargar la segunda batería. Es ineficiente, pero funciona.

Ingresa el MOSFET del canal P. Lo tengo configurado por encima de la carga del convertidor de refuerzo, de modo que cuando la compuerta está conectada a tierra, permite que el voltaje de la batería de entrada fluya, proporcionando teóricamente un voltaje de entrada al convertidor de refuerzo.

He verificado que, de hecho, el voltaje entre VOUT y tierra es de 9.1 V con y sin el MOSFET. Aquí hay un esquema del circuito:

Elproblemaeselactual.Cuandoconectodirectamentelabateríaalconvertidorderefuerzo,leounacorrienteiguala0.4A(1Cdelabatería).Cuandomeconectoatravésdelmosfet,lacorrientemedidadesdelabateríadesuministrocaea<0.1A(enestemomentoestoyleyendo0.02A)

HeleídoyreleídoHorowitzyHillyuntutorialdeelectrónicasobreelusodeMOSFETcomoconmutadores,ylaúnicaconclusiónalaquepuedollegaresqueenelestado,\$R_{ds}*I{d}\$,estanbajoquelacorrientemáximapermitidaenelgráficoVIestámuypordebajode0.4.MisoluciónesencontrarunMOSFETconun\$R_{ds}\$másalto,demodoqueel\$V_{ds}\$resultantegenereunacorrientemáximamáxima.Sinembargo,estoyteniendoproblemasparacalculareste,yaque\$I_d\$cambiacon\$V_ds\$.Loqueseríaunbuen

ParecequeapartirdelasrespuestasqueelMOSFETioriginal( NDS356AP ) deberían haber funcionado, Así que intentaré cambiarlo. Este MOSFET es parte de mi inventario de laboratorio, y lo vinculé accidentalmente, pero también lo tengo disponible. También encontré este posible reemplazo- (DK: ZXM61P02FCT-ND ) que parece para tener un mejor desempeño en las regiones que me interesan.

¿Mi razonamiento es correcto, dado el MOSFET correcto vinculado? Estoy teniendo problemas para entender lo que está pasando aquí, pero siento que estoy cerca. Cualquier pensamiento / comentario sería muy apreciado.

    
pregunta Mephistopheles

1 respuesta

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En primer lugar, gracias por especificar exactamente qué MOSFET está utilizando. También sería muy útil tener un diagrama que muestre exactamente cómo se conectó el MOSFET. Lo mejor sería un esquema completo del sistema de extremo a extremo. Sé que crees que has descrito el circuito claramente, pero el lenguaje que usaste es ambiguo, y me veo obligado a releer varias veces y luego hacer suposiciones.

También creo que podría explicar por qué usaría una batería para cargar otra del mismo tipo. Por supuesto, puedo pensar en algunas posibles razones por las que harías esto, pero como es algo muy extraño de hacer, creo que deberías explicarlo. Si la configuración que describió anteriormente no es su sistema de objetivos finales (es decir, si está trabajando sistemáticamente para desarrollar algún otro tipo de sistema, también debe explicar qué es eso). Por ejemplo, si finalmente desea reemplazar la primera batería y aumentar el convertidor por un panel solar, entonces todo es al menos algo lógico. Pero no nos hagas adivinar. De lo contrario, recibirá todo tipo de sugerencias para formas más eficientes de hacer lo que está haciendo actualmente (tal vez podría deshacerse del control de carga y carga y simplemente hacer un simple convertidor de CC-CC de modo de impulso de corriente limitada sin control de salida de voltaje o control de carga, ya que es imposible sobrecargar la batería, asumiendo que la batería descargada tiene una capacidad de 20 o 30% cuando comienza).

Creo que hay tres explicaciones probables de por qué las cosas no funcionan como esperas. La primera posibilidad es que hayas conectado incorrectamente el MOSFET. Un esquema y / o una imagen de la configuración de la prueba podrían ayudar a determinar si este es el caso.

Otra explicación probable es que el MOSFET en resistencia es lo suficientemente grande como para frustrar todo el asunto. El MOSFET que eligió tiene Rds (activado) especificado como 250 mOhm típico en Vgs = -4.5V. Pero solo tienes, en el mejor de los casos, 4.2V disponibles para encenderlo (si lo entiendo correctamente). Así que incluso podría ser un poco más alto. Eso puede ser un poco demasiado alto para que el convertidor boost funcione correctamente.

Otra posible explicación es que la batería que se está cargando está casi llena. Por lo tanto, la baja corriente que ve es solo el resultado de la baja demanda del cargador.

No puedo pensar en ninguna otra explicación en este momento. El plan básico de colocar un MOSFET de potencia entre la primera batería y el convertidor elevador es perfectamente correcto. El capacitor de derivación de entrada para el regulador debe estar entre el MOSFET y el regulador.

¡Buena suerte! Si lo resuelves, asegúrate de volver y publicar una actualización.

    
respondido por el mkeith

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