Hallo, ich bitte um Schaltplankontrolle, ob sich noch irgendwelche kleinen Fehler eingschlichen haben. Zur Funktion: Das ganze soll die Versorgung für einen µC mit ein bisschen Peripherie aus einer LiIon Zelle darstellen. (I-POD Akku) http://www.reichelt.de/MP3-Player-Smartphone-Akkus/AKKU-IPD-1-2G/3/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=90639;GROUPID=4351;artnr=AKKU+IPD+1-2G Ladung über USB Port mit Max1811 Integriergte Datenkommunikation über FT232RL (Uart1_RX und UART1_Tx werden natürlcih noch zum µC weitergeführt) Protection für die LiIon Zelle mit DS2764 (Undervoltage Overvoltage fuelgauge Temperatur Spannungsmessung Strommessung über I2C) Bereitstellen der Versorgungsspannung mittels Max 1708 einmal 3,3V und einmal 5V. Ist mein erstes Projekt mit einer LiIon Zelle und habe aufgrund von einigen Horrorgeschichten im Internet (Brennende Akkus etc.) etwas Respekt vor der gewaltigen Ladungsdichte der Akkus und möchte meinen Schaltplan gerne nochmals kontrollieren lassen.
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Möchte keiner seinen Senf dazugeben, ob das so funktionieren kann oder nicht?
Für einen einzelnen Controller finde ich das ziemlich viel Aufwand. Den ganzen Tröppelzähler (“fuel gauge”) braucht man dafür eigentlich nicht. Ich vermute, dass du im Wesentlichen eine konstante Last hast, dann kann man bei einer einzelnen LiIon-Zelle recht gut von der Klemmenspannung auf den Ladungszustand rückschließen. Genügt für eine simple Batteriesymbolanzeige mit 4 oder 5 verschiedenen Zuständen allemal. Wenn die Zelle fest im Gerät verbaut ist, hast du auch kein Risiko eines externen Kurzschlusses. Damit ist ein Teil des protection IC hinfällig. Wenn du die Ladeschaltung ebenfalls mit verbaust, dann ist dessen Spannungsbegrenzung genauso sicher oder unsicher wie die des protection ICs. Bliebe der Schutz gegen Tiefentladung. Daraus entsteht allerdings (bei einer einzelnen Zelle) als einziges Risiko das der Zerstörung der Zelle. In Brand geraten kann sie durch Tiefentladung nicht. Daher genügt u. U. eine Unterspannungsabschaltung in der Software — letztlich auch das, was jedes Mobiltelefon macht. (Wenn du so'n Teil zu lange mit entladenem Akku rumliegen lässt, ist er dann auch durch den Reststrom komplett platt.) Ob du die Regler hintendran wirklich brauchst, musst du selbst wissen. Wenn du einen AVR als Controlleer damit betreiben willst, dann klemm ihn ohne weitere Spannungsregler direkt an Vbat. Die moderneren AVRs können zwischen 1,8 V und 5,5 V arbeiten und verkraften damit weit mehr als den benutzbaren Spannungsbereich einer LiIon-Zelle. Wenn du natürlich wirklich volle 5 V brauchst, dann musst du so einen Aufwand treiben. Bei 3,3 V wird es noch schwieriger: der Entlade-Spannungsbereich einer LiIon-Zelle liegt zwischen 4,2 V und 3,0 V (manche Hersteller gehen bis 2,7 V herunter, aber der Kapazitätsunterschied zwischen 3,0 und 2,7 V ist vernachlässigbar). Damit kannst du aber mit einer einfachen Schaltwandlertopologie keine exakten 3,3 V mehr generieren. Wenn es wirklich exakt 3,3 V sein müssen, müsstest du zu einer aufwändigen Topologie wie SEPIC greifen. Wenn die Forderung heißt „nicht mehr als 3,3 V“, dann würde ich (sofern der Strombedarf eher gering ist) statt des Schaltreglers einen LDO (low-dropout regulator) benutzen für 3,3 V: wenn die Klemmenspannung der Batterie unter 3,3 V sinkt, dann steuert dieser komplett auf, und die Versorgungsspannung der mit 3,3 V zu versorgenden Blöcke bleibt nur wenig unterhalb von Vbat.
Hallo Jörg, danke für deine Antwort. Ich möchte keinen AVR sondern einen STM32 betreiben. Auf dem Board soll auch etwas Elektronik verbaut werden. für die ich die 5V auf jeden Fall benötige. Das mit den 3,3V hast du Recht kann so gar nicht Funktionieren. Alternative wäre ja mittel LDO aus dem 5V 3,3V zu erzeugen. Das mit der Sicherungsschaltung leuchtet mir ein. Alternativ könnte ich das IC DS2764 weglassen, Spannung mittles ADC messen und bei unterschreiten der Minimalspannung den Akku mittels MOSFET von der Schaltung trennen. Was mir noch nicht ganz einleuchtet ist, wie ich das ganze wieder einschalten kann, im Fall dass der µC von der Versorgungsspannung getrennt wurde. Verwende ich einen selbstleitenden MOSFET, dann schaltet sich das ganze nach dem trennen des Akkus ja automatisch wieder ein? Nehme ich einen selbstsperrenden Mosfet, bleibt das ganze aus. Lade ich nun den Akku ist der µC von der Versorgungsspannung immernoch getrennt und das ganze kann sich nie wieder einschalten? Oder gibt es einen grundlegenden Fehler in meiner Überlegung?
Ach noch eine kleine Frage zu LiIon Akkus... Bei diesem Modell des IPhones gibt es zusätzlich ein drittes Anschlusskabel http://www.reichelt.de/MP3-Player-Smartphone-Akkus/AKKU-IPHONE-2G/3/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=90647;GROUPID=4351;artnr=AKKU+IPHONE+2G wofür ist dies gedacht?
ich habs mir nicht im Detail angeschaut, aber ich denke, dass TXD vom FT232 an RXD des UARTs gehört und RXD an TXD. --jmp
I2C hat jetzt keinen Zweiten Anschluss, wird bei deinem Controller sein, darfst aber die Pull-Ups nicht vergessen, sonst steht der Bus.
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