3,3-V-Failover-Stromversorgung mit USB-Li-Ion-Ladegerät

Ich entwerfe derzeit eine "3,3 V @ 500 mA Power Failover Supply with Integrated USB Li-Ion Charger" für ein uC-Projekt. Ich möchte, dass die Schaltung Strom direkt aus der USB-Stromversorgung zieht, wenn verfügbar, und auf Batteriebetrieb umschaltet, wenn USB getrennt wird.

Ich habe ein ähnliches Design im Internet gefunden Chronoduino v0.3 & Simple USB Temperaturlogger , aber ich war nicht überzeugt, dass sie effizient funktionieren, da der endgültige VDD33-Ausgang der Batterie immer höher ist als der Ausgang des 3,3-V-Reglers (wie unten gezeigt). Daher wird der Batterie immer Strom entzogen und das Ladegerät lädt die Batterie immer weiter und versorgt auch die externe Last mit Strom. verkürzt die Lebensdauer der Batterie.

Chronoduino-DesignGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich entwerfe die obige Schaltung neu und möchte, dass jemand sie sich ansieht und Feedback gibt, wenn ich sie weiter verbessern kann (oder irgendetwas, das ich in diesem Design falsch gemacht habe).

Mein DesignGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Komponenten, die ich wähle, sind MCP73831 von Microchip zum Laden von Li-Ionen-Akkus, 3,3 V 500 mA LDO MCP1825S-33 und 2 Durchgangsdioden.

Mein Anliegen:

  1. Kann mir jemand empfehlen, welches SMD-Diodenmodell (D1 & D2) ich verwenden sollte? Ich habe die Schottky-Diode MBR120VLSFT1 (Vf = 0,3 V, Ir = 0,6 mA) ausprobiert, aber es scheint ein Problem mit dem Ladegerät-IC zu verursachen, wodurch die LED des Ladegeräts weiterhin den Ladevorgang anzeigt, obwohl die Batterie getrennt wurde (möglicherweise aufgrund eines hohen Rückstroms von diesen Dioden, der Stromlecks verursacht). zurück zum BATT-Pin?).

  2. Sollte ich eine MOSFET-Schaltmethode für die Stromausfallsicherung verwenden? Wenn ja, wie sollte ich diese Schaltung modifizieren und welcher MOSFET wird empfohlen?

  3. Irgendwelche weiteren Verbesserungen ODER Fehler in meinem Design?

Persönlich hatte ich in letzter Zeit viel Erfolg mit dem Intersil ISL9230IRZ, der für zusätzliche Sicherheit auch den integrierten Thermistor eines Akkupacks ausliest. Es übernimmt die Umschaltung für Sie, legen Sie einfach einen 3,3-V-Regler auf VOUT.
Siehe meine Antwort hier , es verwendet den MCP73831 und einen MOSFET mit integriertem Schottky zum Schalten. Wenn Sie Fragen haben, lassen Sie es mich wissen und ich werde hier eine Antwort hinzufügen.

Antworten (2)

Deine Schaltung sieht OK aus.

Der 73831 ist in den Versionen -2 -3 4 und -5 erhältlich. Welche Version hast du?

Original (nicht Ihre Schaltung) ist ein Chaos - man sollte niemals eine Diode NACH einem Regler haben - ganz abgesehen von der zu niedrigen Vout und dem Nicht-Swap-Over.

Im Folgenden wird das Problem mit der Lade-LED angesprochen, wenn es ein Problem gibt, ABER ich denke, dass ein Mangel an Batterie ein illegaler Zustand ist – siehe nächster Absatz. Ändert einer der folgenden Punkte die Ladeanzeige? Wie hoch ist die Spannung am BATT-Ausgang jeweils?

  • Die Diodenleckage SOLLTE bei Raumtemperatur sehr gering sein.

  • Entfernen Sie die Batterie UND D2 und sehen Sie, was passiert.

  • Entfernen Sie dann C5

JEDOCH:

Ein LiIon-Akku stoppt den Ladevorgang, wenn die Spannung auf einem festen Schwellenwert (normalerweise ~= 4,2 V) gehalten wird und der Ladestrom bei dieser Spannung unter einen voreingestellten Prozentsatz des Anfangsstroms fällt. Die Batteriechemie bewirkt, dass dieser Strom mit der Zeit abnimmt. Ein Kondensator verhält sich nicht wie eine Batterie. Ich würde erwarten, dass das Ende des Ladevorgangs fast sofort angezeigt wird, aber wenn Sie etwas tun, das das Design nicht als legal angibt, KÖNNTE alles passieren.

Hört es auf, eine Batterie zu laden, wenn die Batterie installiert ist?
Wie hoch ist die Batterie-Endspannung?
Wie groß ist die mAh-Kapazität des Akkus?

Soweit ich verstehen kann, möchten Sie eine USV-Schaltung. Sie können einen MosFET hinzufügen, der sich einschaltet, wenn die 5 V vom USB nicht verfügbar sind. Wenn es eingeschaltet wird, erstellt es einen Pfad von der Vbattery zum Vdd3.3. Geben Sie hier die Bildbeschreibung einSchauen Sie sich die hier gezeigte Schaltung an: Schaltung des Li-Ionen-Ladegeräts

@Hinter den Wissenschaften. Hübsch. Ich habe etwas ähnliches mit dem Lastschalter gemacht. Es gibt jedoch einen Haken, und ob es ein Problem ist oder nicht, hängt von der Größe Ihres Akkus ab. Ir bis D2 ist konstant, wenn die Schaltung von einer Batterie betrieben wird. Die NXP-Diode zeigt diesen Sperrstrom mit 55 uA bei 5 V. Wenn Sie nach einer langen Batterielebensdauer suchen, könnte dieser Strom eine erhebliche Belastung darstellen. Einige der besseren MCUs haben einen Energiesparmodus im Bereich von 1–5 uA. Ir auf D2 ist das 10-fache. Und egal welcher Wert für R3 verwendet wird, der Strom wird immer fließen.
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