Verpolungs- und Rückstromschutz für Batterieladegerät

Ich verwende einen Abwärtswandler mit Ausgang, der von einem Micontroncontroller gesteuert wird, um einen Lithium-Ionen-Akku mit einer bis drei Zellen (3,0 bis 4,2 V, 6,0 bis 8,4 V oder 9,0 bis 12,6 V) aufzuladen. Ich möchte den Ausgang vor Verpolung schützen von Batterie und Rückstrom.

Ich könnte eine einfache Diode verwenden, aber ich möchte den Spannungsabfall und den Energieverlust vermeiden, also versuche ich eine Lösung mit MOSFET.

Schema

Ich denke, dieser MOSFET dient als Schutz, wenn die Batterie falsch mit Verpolung angeschlossen ist. Aber was passiert, wenn die Polarität korrekt ist, aber die Batteriespannung höher ist als die vom Tiefsetzsteller erzeugte Spannung?

Zum Beispiel ist der Abwärtswandler gerade am Anfang, wenn die Batterie eingesteckt wird, null Volt, bis die Batterie korrekt identifiziert ist.

Dieser P-MOSFET würde vor Rückstrom schützen?

DankeGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich habe eine letzte Frage zum Schutz des Tiefsetzstellers mit PFET. Zum Beispiel, wenn der Wandler eine Batterie mit 4,2 V lädt, aber plötzlich der Wandlerausgang auf 4,0 V oder weniger abfällt und die Batterie immer noch bei 4,2 V bleibt. Schützt der PMOS vor einem Rückstrom von Drain zu Source?

Antworten (2)

Verwenden Sie zum Schutz des Voltmeters einen Vorwiderstand zur Strombegrenzung und eine Kurzschlussdiode zur Vermeidung von Sperrspannungen. Es lässt eine Sperrspannung gleich dem Durchlassspannungsabfall der Diode durch. Unter der Annahme, dass der Serienwiderstand des Voltmeters sehr hoch ist, erfordert der Serienwiderstand keine Korrektur bei der Spannungsmessung.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Wenn die Diode in Sperrrichtung vorgespannt ist (bis zur Durchbruchspannung), ist sie effektiv offen.

Dieser Schutz würde gut funktionieren, aber der absolute Maximalbereich des Voltmeters liegt zwischen -0,3 und 40 V. Bei 1N4148 kann das Voltmeter bei umgekehrter Polarität der Batterie bis zu -0,6 V erreichen. Vielleicht ist die Verwendung einer Low-Drop-Diode wie einer Schottky in Ordnung.

Diese Schaltung funktioniert, aber Sie müssen den PFET sorgfältig auswählen, um sicherzustellen, dass Sie einen mit einer sehr niedrigen Gate-Schwellenspannung wählen, um sicherzustellen, dass er bei der niedrigsten Betriebsspannung vollständig eingeschaltet ist. Denken Sie daran, dass Vin bei einer einzelligen Batterie bei einer tiefentladenen Batterie viel niedriger als 3 V sein kann.

http://www.ti.com/lit/an/slva139/slva139.pdf

Um Ihre andere Frage zu beantworten: Wenn die Batterie zum ersten Mal angeschlossen wird und der Abwärtswandler Vout 0 V beträgt, ist der PFET ausgeschaltet und das Ladegerät kann die Batterie nicht erkennen.

Danke Ich möchte den P-MOSFET Si2323DS verwenden, der mit Vgs = -1,8 V leiten kann. Sie haben Recht, wenn der Buck-Out 0 V beträgt, kann das Ladegerät die Batterie nicht erkennen. Das Problem ist, dass der IC, den ich wie ein Voltmeter verwende, auch gegen Verpolung geschützt sein sollte. Vielleicht könnte ich das Voltmeter mit einer Diode direkt an die Batterie anschließen und der Messung einen Spannungsabfall hinzufügen.
Verpolungs- und Rückstromschutz für Batterieladegerät
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