Suministro de corriente constante en modo conmutado con Schmitt Trigger

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Estoy planeando construir una pequeña fuente de alimentación de corriente constante para cargar baterías de iones de litio sobre la marcha. Mientras que normalmente usan una corriente constante y un voltaje constante, he optado por no incluir este último por cuestiones de diseño; no es necesario, ya que no necesitaré cargar la batería por completo, y la corriente constante será suficiente para un 70% de capacidad dependiendo de la capacidad. tasa de carga.

Mirando cargadores CC-CV normales (como uno para el LTC1541, visto aquí: enlace ), parece que esto se puede lograr con un disparador Schmitt combinado con una resistencia de sentido de corriente y una referencia de voltaje, así como un inductor para el filtrado y MOSFET para la conmutación. Preveo un sistema por el cual el sentido de la corriente (la resistencia sería de < 0.1ohm) se conecta lo más cerca posible a tierra, y la caída de voltaje en el sentido de la corriente se compara con una referencia de voltaje; la salida histerética debería producir una pequeña fluctuación de la corriente, pero es de esperar que se mantenga relativamente constante.

Me imagino una caída de voltaje en el sentido de corriente de alrededor de 0.05 V, impulsado por una corriente de 2A. Dado que la ondulación debe ser bastante baja (por ejemplo, más / menos 0.02A, que corresponde a una fluctuación muy baja en el voltaje), ¿el disparador de Schmitt controlado por el comparador podrá detectar este cambio y cambiar el MOSFET de manera efectiva?

Aunque entiendo la teoría de los circuitos, me temo que no tengo mucha experiencia en la creación de este tipo de circuitos (normalmente compro fuentes de alimentación micro), por lo que no estoy seguro de qué tipo de valores usar, ni la factibilidad de algo como esto. Mi objetivo es lograr una alta eficiencia del circuito, por lo que un regulador lineal está fuera de discusión.

    
pregunta Alex Freeman

1 respuesta

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Lo que describe es viable, es esencialmente un convertidor de dinero, pero no se especifica su circuito exacto y hay muchas maneras de pasar de un concepto general algo correcto a un circuito incorrecto.

La nota de diseño 188 a la que hace referencia tiene aproximadamente 15 años y ha pasado su tiempo. Si bien es una maravilla de la improvisación, puede obtener mejores resultados a un menor costo utilizando los CI modernos.
Soy consciente de que solo lo citó como ejemplo, y que deseaba una versión de modo de conmutador, pero utilizar un IC de convertidor de modo de conmutador dedicado sería una buena idea como mínimo, y usar un IC de cargador de LiIon sería aún mejor .

Un LTC1541 - hoja de datos aquí cuesta aproximadamente $ 3 en 1's. Es un IC bastante útil si necesitas sus características. Con una corriente de suministro típica de 5 uA, no podía salir de una bolsa de papel húmeda, y una velocidad de giro de 8 mV / uS significa que debe ser inteligente para usarlo y las características del dispositivo pueden afectar en gran medida el rendimiento del circuito.

AN188 utiliza el término "voltaje de flotación". Una batería de ión litio no debe "flotarse" en el sentido en que generalmente se usa el término. Pretenden que significa "mantener en CV mientras que la corriente de carga disminuye debido a la acción química de la batería", pero la tensión aplicada debe eliminarse una vez que la corriente haya caído a un porcentaje preseleccionado de Imax.

Una vez que haya terminado la carga, generalmente no habrá necesidad de reiniciar la carga hasta que se haya consumido algo de la corriente de carga. Esto se debe a que una celda LiIon descargada mantendrá un estado de carga cercano al total durante períodos considerables. Si se mantendrá descargado durante semanas o meses, es posible que se pruebe el voltaje de la batería para un posible reinicio de la carga, pero la carga del circuito de medición de voltaje puede exceder fácilmente la tasa de autodescarga.

Si está intentando producir un diseño de bajo costo con un alto elemento de bricolaje, puede probar el venerable regulador de conmutación MC340-63 IC. Estos son tan económicos como puede comprar un IC de SMPS y pueden implementar casi cualquier topología. Como ha notado, para hacer un controlador de corriente constante, compare la caída en la resistencia de detección de corriente con un voltaje de referencia. El MC34063 tiene un voltaje de referencia desafortunadamente alto (alrededor de 1.2V) por lo que puede usar un opamp o comparador. Esto agrega costos y complejidad, pero el uso de, por ejemplo, un opamp doble LM358 es casi tan barato como el MC34063. Escale la resistencia de detección de corriente con opamp hasta voltaje de referencia. La Figura 6. en esta nota de aplicación da la idea general: en este caso, Opamp invierte y está un convertidor CUK, pero el principio es el mismo.

    
respondido por el Russell McMahon