Li-Po-USB-Ladegerät mit PIC, die Spannung fällt nicht auf 0 V

Warnung:

• Wenn Sie die Schaltung wie unten beschrieben ändern, damit sie "richtig" funktioniert, wird sie versuchen, einen LiPo-Akku zu zerstören. Dies liegt daran, dass Sie 5 V an die Batterie anlegen, wenn Sie nur 4,2 V als absolutes Maximum anlegen sollten.

  Mit R1 = 5 Ohm können Sie bei 4,4 V etwa 150 mA und bei 4,4 V etwa 100 mA liefern. Dies liegt weit außerhalb der sicheren Spezifikation von im Wesentlichen allen LiPo-Batterien, die Sie verwenden werden, und ein Vorfall mit „Entlüftung mit Flamme“ ist möglich.

  Ihr Design muss sicherstellen, dass die an die Batterie angelegte Spannung niemals 4,2 V überschreitet. Sie können eine höhere Spannung per PWM schalten, um sie auf maximal 4,2 V zu reduzieren, wenn Sie die PWM filtern, sodass die Batterie niemals eine Spannung über 4,2 V sieht. Wenn Sie zB 5 V PWM bei 84 % Einschaltdauer schalten, beträgt der mittlere Pegel 0,84 x 5 V = 4,2 V. Wenn Sie dieses PWM-Signal jedoch direkt an die Batterie anlegen, würde der 5-V-Spitzenpegel wahrscheinlich Schäden verursachen.

  LiPo-Lade-ICs sind zu einem vernünftigen Preis leicht erhältlich. Sie sind wahrscheinlich besser dran, wenn Sie einen verwenden.

  Sich auf den USB-Anschluss zu verlassen, um den Strom zu begrenzen, ist eine Einladung zur flammenden Zerstörung Ihres Akkus oder mehr. Während ein Port so spezifiziert sein kann, dass er 500 mA an eine USB-Buchse liefert, kann er in einigen Fällen mehrere Ampere liefern. Das Plus an Überspannung an der Batterie ist eine Formel für ein Feuerwerk.

Das Problem mit der bestehenden Schaltung:

Q1 & Q2 bilden ein „Darlington-Paar“. Die Ausgangsspannung darf nicht mehr als 2 x Vbe unter V2 fallen, da jeder Basis-Emitter-Übergang Vbe um etwa 0,6 Volt absenken muss, damit der Transistor einschaltet.

V2 = 5 V
Q1e = 5-0,6 = 4,4 V
Q2e = Q1e -0,6 = 4,4 - 0,6 = 3,8 V. In der Praxis werden Sie aufgrund höherer Vbe-Werte etwas weniger.

Eine Lösung besteht darin, Q1 und Q2 durch einen PNP-Transistor (nennen wir ihn Q3) mit Emitter an R1, Kollektor an R3 zu ersetzen und die Basis über R2 anzusteuern. Jetzt ist der Transistor eingeschaltet, wenn V2 niedrig ist. Oder Sie können einen P-Kanal-MOSFET mit Source an R1, Drain an R3 und Gate an V2 verwenden.

Spannungsbegrenzer:

Wenn Sie Ihr eigenes Ladegerät bauen, müssen Sie die maximale Batteriespannung begrenzen.
Meine Antwort hier zeigt, wie man eine kostengünstige Präzisions-Klemmschaltung baut, um die Batteriespannung zu begrenzen.

Einstellbare Spannungsklemme – siehe Referenz oben für Details.

Als Hinweis darauf, wie einfach ein IC-basiertes Ladegerät sein kann, so lange Sie die ICs erhalten können, dann, wenn Sie Ihr eigenes Lithium-Ionen- / LiPo-Ladegerät für bis zu 500 mA Laderate bauen möchten, dann verwenden Sie das Ladegerät-IC MCP83831 / MCP83832 ist eine sehr einfache und kostengünstige Möglichkeit, dies zu tun. Datenblatt hier

Es kann buchstäblich so einfach sein wie diese Schaltung

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Weitere Einzelheiten dazu finden Sie in meiner Antwort auf diese Stack-Tausch-Frage .

Die ICs sind ab Lager bei Digikey für 0,68 $/1 und 0,42 $/100 $ erhältlich .