Micro carga de potencia constante

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Estoy tratando de hacer un circuito que descargue lentamente una batería de litio de varias celdas al voltaje de almacenamiento. Ya tengo un circuito comparador que puede activar o desactivar la descarga. Quiero admitir baterías de 2s a 6s, por lo que estamos hablando de voltajes que van desde 7.6v a 25.2v. Estoy tomando 500mw de disipación de potencia para poder cumplir con los requisitos del factor de forma para el PCB (11 mm x 15 mm). Idealmente, el mismo circuito puede descargar cualquier voltaje de celda con potencia constante. Hasta ahora he probado / considerado:

  • Carga del termistor PTC. Esto esencialmente ejecutará el PTC perpetuamente en su estado "disparado". Tengo un termistor NTC en serie para manejar la corriente de arranque hasta que el PTC se calienta y protege el circuito. Esta mejor captura lo que quiero. Sin embargo, me puse en contacto con un ingeniero de soporte y me dijeron que el caso de uso no está especificado y que podría afectar negativamente la vida útil del dispositivo. enlace

  • BJT con un termistor NTC que activa o desactiva una carga resistiva. Preferiría evitar esto debido a los componentes adicionales necesarios.

  • Me gustaría mantenerme alejado de los calentadores constantes controlados por MCU por razones de simplicidad.

  • El conversor Buck o Boost no es práctico para el factor de forma y el costo.

Cualquier ayuda será apreciada.

Más contexto:

  • Estoy creando un circuito de descarga de batería lo suficientemente pequeño que se puede integrar en un conector de batería (como un adaptador XT60).
  • Los usuarios pueden conectar inadvertidamente un recuento de células más alto que el seleccionado o aislar térmicamente el dispositivo, por lo que quiero un exceso de temperatura y protección contra sobrecorriente.
  • Los usuarios pueden elegir el recuento de celdas con un interruptor DIP, por lo que quiero una carga de energía constante.
  • También quiero reducir el costo de la lista de materiales, por lo que un dispositivo que lo haga todo sería maravilloso :). Hasta ahora, un termistor PTC encaja a la perfección, pero desconfío de dejarlo en un estado de disparo por períodos prolongados.

Editar: Un último requisito que pasé por alto (me disculpo). El dispositivo se "enchufará y olvidará", por lo que debe tener una corriente de reposo muy baja para que pueda permanecer en la batería durante meses o incluso años sin descargarla en exceso (lo que la dañará). La solución que tengo ahora tiene una corriente de fuga en el rango de microamperios.

  • Esquema actual:
pregunta Y. Shrestha

2 respuestas

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El tipo de PTC que necesita es de cerámica, no creo que el tipo de polímero "polyfuse" sea adecuado. PTC cerámicas se utilizaron comúnmente como calentadores de temperatura bastante constante, y probablemente todavía estén en pinzas para el cabello, etc., donde usan una resistencia de película gruesa PTC impresa en una placa de cerámica. Sin embargo, estos se utilizan comúnmente hoy en día para temperaturas bastante altas, lo que podría ser más de lo que desearía dentro de un conector de plástico blando. Si usa protectores contra sobrecorriente, también encontrará que estos son dispositivos de alta temperatura; tendrán que estar inactivos a (por ejemplo) 120C. Si utiliza un dispositivo SMD. esto significa que las uniones soldadas y la PCB tienen que tomar eso, lo que podría no gustarles a largo plazo. Contra eso, este no es realmente un dispositivo de muy alto valor o de muy largo plazo, por lo que puede que no importe. Los tipos de discos con plomo transfieren mucha menos energía a la PCB y la soldadura, por lo que sería una opción más confiable. Existen PTC para detectar con una pendiente más baja y que tienen una pendiente mucho más constante que a partir de temperaturas más bajas.

Motor protección de PTC tiene mucho más que el rango que está buscando. Cuando mire las temperaturas de los sentidos inferiores (50-90C, por ejemplo, B59100M1070A070) verá que no tiene la parte de NTC desagradable al inicio de la curva.

Para su información, aquí hay una potencia constante, un circuito de corriente constante. Esto también cumple su objetivo utilizando componentes muy económicos y sin requerir un termistor muy específico.

El seguidor de corriente constante Q2, tiene su voltaje de referencia restado por el espejo de corriente Q1Q3 en proporción a la tensión de alimentación. El resultado es una corriente de caída lineal, es decir, una potencia constante cuando las pendientes están equilibradas. R3 es el ajustador de pendiente primario.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Podemos simplificar esto utilizando Q4 para reemplazar el zener (Q3 cancela Q2 VBE, por lo que Q4 proporciona el voltaje de referencia constante). Esto da un NTC, pero esto es lo que queremos. 2 resistencias de doble npn y 3 son tan baratas como puedes obtener.

simular este circuito

Al voltear el circuito, podemos controlarlo con un TL431 para controlar el voltaje de parada y proporcionar una corriente de apagado casi nula

simular este circuito

    
respondido por el Henry Crun
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Usaré un LM239 o cualquier otro comparador doble barato con salidas de colector abierto.

Comparador # 1 con una referencia de voltaje barata / LDO y un divisor de resistencia para establecer el voltaje de descarga.

Comparador # 2 con un termistor como sensor de temperatura hace un termostato.

Las salidas del colector abierto se unen, creando un AND lógico para extraer solo la corriente cuando la temperatura está por debajo de un determinado valor y el voltaje está por encima del umbral.

Necesitará un transistor como interruptor y una resistencia SMD para disipar el calor. Asegúrese de colocar el sensor de temperatura junto a la resistencia y que sus almohadillas de tierra estén conectadas con una gran cantidad de cobre. Si desea utilizar la PCB como un disipador de calor, necesitará un vertido de cobre de todos modos.

    
respondido por el peufeu

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