Guten "Abend" liebe Gemeinde,
mein Ziel ist, meine Schaltung mit einer LIPO Batterie (eine Zelle) zu
betreiben.
Wie Ihr dem Ausschnitt der Schaltung entnehmen könnt, nutze ich den
MCP73831 um den LIPO auf 4.2V zu laden und einen TPS63031 um das ganze
auf 3.3V zu bringen (max 500mA out).
Die LIPO-Zelle besitzt zwar selbst ein Protection-CB, jedoch möchte ich
aus meiner Sicht, den LIPO ab einer Spannung von ca. 3V vom Netz nehmen.
Dazu nutze ich den MAX809-voltage-monitor und schalte ab einer Vth von
3.08V den N-Kanal-Mosfet ab, womit der LIPO vom Netz sein sollte.
Ist das so einfach wie ich mir das vorstelle oder sollte ich in der
Schaltung noch etwas berücksichtigen?
PS: Am VBAT_O-Netz hängt noch ein LCD-Backlight-Treiber (AP5724),
welcher aus Effizienzgründen nicht von den 3.3V gespeist werden, sondern
von 3V-4.2V.
W. S. schrieb:> Ist das so einfach wie ich mir das vorstelle
Der LiIon wird über die Body-Diode des MOSFETs trotzdem entladen wenn du
abschaltest, weil dann sein Minupol viel negativer ist als Masse der
Schaltung (die dann identisch wäre mit VBAT_O).
Wenn das Akkupack schon einen Tiefentladeschutz hat: Lass den MAX809
weg.
Ich habe oft gelesen das man diesen Protection-Circuits lieber nicht
trauen sollte und sich selbst um die Protection sorgen solle.
Die meisten Hersteller geben einen cut-off-voltage von 2.5V an, welcher
definitiv zu nieder ist. Den asiatischen LIPO den ich in den Händen
halte geben sie zwar mit 3V an, dem kann ich aber irgendwie nicht
trauen. Die schummeln ja auch schon oft bei der mAh-Angabe.
Dem Diagramm aus dem Datenblatt kann ich die Ströme im sehr kleinen
mV-Bereich leider nicht entnehmen (100mA bei 660mV [25°C]).
Wie wird solch ein cut-off ansonsten professionell gehandhabt?
Nebenbei, wäre es auch sinnvoll einen pull-down-Widerstand am
nRES-Ausgang des MAX809 anzubringen, um ein Abschalten zu garantieren?
W. S. schrieb:> Ich habe oft gelesen das man diesen Protection-Circuits lieber nicht> trauen sollte
Ich hab auch oft gelesen, daß ein Alien auf Area51 lebt.
Moin
MaWin:
Ich steh gerade auf dem Schlauch:
Wieso ist die Masse der Schaltung gleich VBAT_O wenn der MOSFET aus ist?
W.S.
Kann es sein das Du den MOSFET weglassen kannst indem Du mit dem MAX809
die EN Eingänge des TPS63031 und des AP5724 zum Abschalten nutzt?
Grüße
Frank
Frank S. schrieb:> Wieso ist die Masse der Schaltung gleich VBAT_O wenn der MOSFET aus ist?
Weil du ja ausschalten willst, dann ist die Versorgungsspannung immer
0V, weil du ja den Stromfluss abklemmst sackt die Spannung durch die
Last auf 0.
(in der Realität wird sie nicht ausgeschaltet wegen dem
Body-Diodenproblem).
MaWin schrieb:> Weil du ja ausschalten willst, dann ist die Versorgungsspannung immer> 0V, weil du ja den Stromfluss abklemmst sackt die Spannung durch die> Last auf 0.>> (in der Realität wird sie nicht ausgeschaltet wegen dem> Body-Diodenproblem).
Ist nen Argument...
Wie machen das die eingebauten Schutzbeschaltungen?
Grüße
Frank
> W.S.> Kann es sein das Du den MOSFET weglassen kannst indem Du mit dem MAX809> die EN Eingänge des TPS63031 und des AP5724 zum Abschalten nutzt?
Hallo Frank,
Da hast du recht, genau solch ein Setup habe ich bisher betrieben,
jedoch ist mir unwohl das der LIPO ständig entladen wird. Deshalb suche
ich nach einer Möglichkeit den LIPO ausser Betrieb zu nehmen sobald er
die 3V passiert hat.
Moin W.S.
Bin gerade bei Maxim am lesen wie das die Schutzbeschallungen in den
Akkus machen
Die haben die MosFets in der + Leitung jeweils einen für Überspannung
und einen für unterspannung...
Das blöde ist das es für die High Side FETs eine Charge Pump braucht...
Will sagen das Du evtl. den Max809 gegen so ein Überwachung IC tauschen
solltest / musst... Beispiel DS2784 von Maxim.
Grüße
Frank
Solch eine Beschaltung wie du sagst (mit z.b. S8231) ist natürlich schon
an dem Akku vorhanden, jedoch laufen die leider immer unter 3V.
Ich hab jetzt mal versucht anhand anderer Makerboards, welche die selbe
Problemstellung haben, deren Lösung dazu anzuschauen.
Da wäre z.B. der Arduino MKR1000:
https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/MKR1000-schematic.pdf
Welcher einen p-Kanal MOSFET mit eingebauter Schottky-Diode einsetzt.
Ziemlich cool!
Und auf der anderen Seite der Feather Huzzah:
https://learn.adafruit.com/system/assets/assets/000/031/354/original/adafruit_products_schem.png?1458433763
Welcher gar keine spezielle Schaltbausteine nutzt, außer der Z-Diode um
den LIPO während des Ladevorgangs zu isolieren.
Die p-Kanal Lösung mit Schottky-Diode gefällt mir, leider verliere ich
dadurch ca. 0.5V und hab Dauerverluste.
Moin W.S.
Die Schaltung vom MKR1000 hatte ich auch eher als Trennung des Akkus zum
Laden verstanden.
Der MOSFET ist niederohmig wenn das Gate negativ zum Source ist.
Immer dann wenn weder VUSB noch Vin (wo immer das herkommt) anliegen ist
das Gate auf Masse.
Die Batteriespannung geht über die Body Diode zum Source und damit ist
VSG ungefähr -VBat.
-> MOSFET schaltet durch
Sobald VUSB oder Vin anliegen wird das Gate > Source damit ist der
MOSFET zu.
Denke ich evtl. falsch?
Einen Unterspannungsschutz für den Akku sehe ich da noch nicht.
MaWin's Vorschlag einfach 2 von den IRLs antiseriell zu schalten müsste
doch eigentlich in deiner Schaltung schon die Lösung sein!?
Grüße
Frank
Wird die Schaltung nicht schwingen, wenn der LiPo Akku die untere
Entlade-Schwelle erreicht?
Unter Last geht die Spannung runter, dann schaltet die "Undervoltage
Protection" ab. Danach steigt die (Leerlauf-)Spannung am Akku aber
wieder an. Schaltet die "Undervoltage Protection" dann wieder ein?
Wie groß ist denn die Hysterese dieser Schutzschaltung?
Stell den Schaltplan nochmal als PNG Datei rein, ich kann die
Beschriftungen teilweise nicht lesen.
Die UV-protection sollte erst wieder "öffnen" sobald 5V per USB
gespiessen werden. Ansonsten wird der EN Pin des DCDC auf GND gezogen.
So sollte das Schwingen verhindert werden.
1. LiPO <3.08V ---> DCDC off
2. 5V USB ---> DCDC ON
Sry JPEG war mein Fehler, nun in PNG.
W. S. schrieb:> Wo ist der Denkfehler?
Irgendwie sehe ich bei dem Transistorverhau überhaupt nicht, wie EN
jemals auf Masse gezogen werden soll.
Bei Falstadt sind es auch nur 34mV.
W. S. schrieb:> Sry JPEG war mein Fehler, nun in PNG.
Das ist genau so unscharf.
Die Transistorschaltung erschließt sich mir auf den ersten Blick auch
nicht.
Die Transistorschaltung findet ihr über falstad simuliert, sollte klar
werden. Im Grunde stellt sie eine Halteschaltung/Kippschaltung dar
welche erst wieder über USB aktiviert werden kann.
Michael B. schrieb:> W. S. schrieb:>> Wo ist der Denkfehler?>> Irgendwie sehe ich bei dem Transistorverhau überhaupt nicht, wie EN> jemals auf Masse gezogen werden soll.>> Bei Falstadt sind es auch nur 34mV.
34mV => LOW. Ich sehe auch das kein pull down für sichere 0V vorhanden
sind, jedoch sollten 34mV ebenfalls keine Probleme verursachen.
PowerPart = PowerPart1 + PowerPart2
Ja, jetzt kann jeder Blindfisch was erkennen! So ist es besser.
Die Body-Diode von Q408 leitet immer. Warum ist dann dort ein
Transistor?
Die Body Diode von Q407 leitet immer, wenn der Ausgang von U407 auf Low
steht (=Batterie Ok).
Erkläre mal, wie du Dir die Funktionsweise gedacht hast.
Stefanus F. schrieb:> Ja, jetzt kann jeder Blindfisch was erkennen! So ist es besser.>> Die Body-Diode von Q408 leitet immer. Warum ist dann dort ein> Transistor?>> Die Body Diode von Q407 leitet immer, wenn der Ausgang von U407 auf Low> steht (=Batterie Ok).>> Erkläre mal, wie du Dir die Funktionsweise gedacht hast.
Ich honk hab wohl das Prinzip der Body Dioden nicht gecheckt -_-
Melde mich wieder ;)
Die Simulation taugt nichts.
Der rechte N-MOS kann so nicht funktionieren. Du hast Gate und Drain
miteinander verbunden. Dadurch wirkt er effektiv wie eine Zenerdiode
wirken, aber eine sehr schlechte weil die Schwellenspannung nicht klar
definiert ist.
Was du da eigentlich brauchst ist ein S/R Flipflop. Nimm doch einfach
ein fertiges, die kann man sicher in SMD Form für wenige Cent als
Einzelgatter kaufen.
Dein USB Eingang ist viel zu hochohmig. Der wird schon bei einfacher
Berührung reagieren.
W. S. schrieb:> Das sollte von der Funktionsart mit den Pulldowns passen, oder sind die> bei logic gattern eher überflüssig? Die NOR-Gatter haben zudem interne> Dioden soweit ich weis.
Logik Gatter in CMOS benötigen immer einen definierten Pegel an den
Eingängen, weil sie unendlich hochohmig sind.
Die Dioden schützen vor elektrostatischer Ladung. Die sorgen nicht für
definierte Pegel.
Lipo_circuit.png
(11 KB)
