¿Cómo medir el voltaje de salida de este circuito de batería de Li-Ion?

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He diseñado un circuito de protección / refuerzo de la batería de iones de litio basado en AtTiny85 que controla el voltaje de la batería y corta la energía de la batería al circuito de alimentación externa cuando la batería cae por debajo de un voltaje predeterminado. La parte del circuito del monitor de la batería funciona bien, pero también quiero monitorear y mostrar (en un LCD I2C opcionalmente conectado) el voltaje de salida del convertidor de refuerzo de CC / CC. Para controlar el voltaje de salida, estoy usando el divisor de voltaje (R1 y R2).

Estoy usando una medición interna del ATtiny85 para monitorear el voltaje de la batería (midiendo el voltaje de intervalo de banda de 1.1v usando Vcc como referencia) que funciona bien y es bastante precisa. El problema es con la medición de la tensión de salida del convertidor Boost. A través de mucho rascarse la cabeza y tirar del pelo, descubrí que la razón por la que no puedo medir con precisión el voltaje de salida del Boot Converter es que la conexión a tierra Boost no es la misma que la conexión a tierra de la batería. (Es decir, MOSFET drena los versos de la fuente MOSFET). Dependiendo de la tensión de la batería, existe una diferencia entre 180 mV y 250 mV entre el drenaje y el lado de la fuente de los pines MOSFET (cuando la compuerta está activada). Dado que el AtTiny85 está conectado a tierra en el lado de la fuente del MOSFET, la medición de ADC en PB3 está sesgada por el lado de drenaje del MOSFET de una manera no lineal. Si muevo el lado de tierra del R2 a la batería, puedo medir con precisión el voltaje de salida de refuerzo pero con un par de resultados no deseados. Uno de ellos es el divisor de voltaje que drenará continuamente ~ 500uA de corriente, incluso después de que se apague el MOSFET. El segundo efecto no deseado es que, por alguna razón, el voltaje de salida de impulso bajará a aproximadamente 3V cuando el voltaje de la batería se aproxime a aproximadamente 3.2V.

Cuando R2 está conectado a tierra al drenaje MOSFET (como en el esquema), estos problemas no ocurren, pero la medición de la tensión de refuerzo está desactivada en ~ 0.5 a 1.2V.

Entonces, mi pregunta es ¿cómo medir con precisión la tensión de salida de refuerzo sin los efectos negativos descritos anteriormente?

Además, ¿cuál es la diferencia de voltaje entre el drenaje del MOSFET y la fuente cuando el MOSFET está encendido? No veo nada en la hoja de datos (que entiendo) que explique esta caída.

Para referencia, la carga en el convertidor boost en mi configuración de prueba es la pantalla LCD (con luz de fondo) y un láser LED de ~ 100mA.

    
pregunta Jeff Wahaus

2 respuestas

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Haría otra medida en el drenaje del transistor y restar y restar.

Un MOSFET no es como un interruptor mecánico; no es simplemente "on" o "off". La tensión de la fuente de drenaje depende de la magnitud de la tensión en la compuerta, así como de la corriente de drenaje. La hoja de datos probablemente proporciona gráficos de esta relación, pero solo se mostrarán las características típicas. Probablemente, la hoja de datos no proporcionará información que pueda usar para predecir con precisión el voltaje de drenaje ... hay demasiada variación en las partes.

Por cierto, tienes dos resistencias marcadas R1 en tu esquema ... ¿cómo sucedió?

    
respondido por el Elliot Alderson
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Un Diff Amp puede medir fácilmente el voltaje de la batería convertido a cualquier referencia de 0V.

Sin embargo, esta opción de FET con Vgs (th) = Vt de 2.5 max no cumple con los criterios para una buena elección con Vgs > 2.5 a 3x Vt, umbral del peor caso para Vt con un Vbat de 3.1 a 3.8

Acabo de notar que no muestra ningún inductor o solo diodo en su esquema. ¿Funciona con cables largos?

Considerando que está diseñado para 2A con un disipador de calor adecuado y 10W de salida es razonable para el USB, ¿por qué es imposible monitorear y evitar dar criterios de diseño? (Especificaciones)

Le sugiero que siga el diseño recomendado si cumplen con sus criterios y supervise el Vfb en el pin 3, que es la relación escalada de salida a 5 V

enlace

Estos también son muy baratos para comprar.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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