Verwenden eines programmierbaren Schalters mit 3,3-V-Logikpegel zum Anschließen einer Kondensatorlast mit variierendem Eingang

Für so etwas würde ich normalerweise keinen programmierbaren Schalter verwenden und nur einen einfachen High-Side-FET-Schalter verwenden. Bei High-Side-Schaltern, bei denen die Stromschiene deutlich höher ist als die Schaltlogikschiene, benötigen Sie einen Pullup und einen zusätzlichen Transistor, um die Schaltfunktion zu übernehmen. Der Grund dafür ist, dass der Logikpegel am Gate nicht hoch genug ist, um den Strom zum High-Side-FET zu unterbrechen, und er immer zumindest leicht eingeschaltet ist. Hier ist eine typische Konfiguration, obwohl Sie den BJT auch durch einen FET ersetzen können.

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Sie denken wahrscheinlich zu viel über dieses Problem nach. Die meisten Netzteile zum Laden von Kondensatoren verwenden kontrollierten Strom zum Laden des Kondensators. Wenn Sie dies in einer Reihe kleiner Schritte tun, wird Ihre Konvertierung zu Beginn der Schritte sowieso nur an der Stromgrenze ausgeführt Verdrahten Sie einfach den Kondensator direkt und stellen Sie den Konverter auf 19 V ein und lassen Sie ihn seine Sache tun. und Sie brauchen nicht wirklich einen Lastschalter, deaktivieren Sie einfach den Konverter und lassen Sie Ihren Kondensator am Konverter angeschlossen. Dadurch bleibt immer noch ein Spannungsteiler mit 5 Megaohm Widerstand übrig, der Ihren Kondensator entlädt. Ist das ein Problem?

Der TPS61045, der eine Spitzenstromschaltung verwendet, wird also ziemlich glücklich auf "Strombegrenzung" laufen, da er dies sowieso bereits tut.

, wird dies den Spitzenschalterstrom auf 375 mA begrenzen, da der Batteriestrom aufgrund der Variation des Batteriestroms mit der Einschaltzeit des Boost-Schalters anfänglich wahrscheinlich ~ 100 mA beträgt, dann 200 mA, wenn die Kappe 6 V erreicht, dann 300 mA, wenn die Kappe 12 V erreicht und darüber. Sie könnten den Aktivierungsstift auch mit einer langsamen PWM bei 500 Hz ansteuern, um den Gesamtstrom zu reduzieren (anstelle der komplexen Programmieranordnung, die manche vielleicht als elegant bezeichnen, aber schauen Sie sich den Code in Jahren an und fragen Sie, wie das funktioniert?). ermöglicht auch den Austausch mit anderen Aufwärtswandlern.

Wenn Sie Ihren Kondensator entladen, entladen Sie auch C2, wenn Sie unter 3 V entladen

Um Ihren großen Kondensator zu entladen, verwenden Sie einfach einen mit Masse verbundenen Mosfet mit Logikpegel. Wie in diesem Teilschema (mit optionalem 1-Ohm-Widerstand zur Messung des Entladestroms). U1 ist dein Arduino oder was auch immer.

Sie können auch eine Konstantstromentladungsanordnung herstellen, indem Sie den 1-Ohm-Widerstand auf beispielsweise 10 Ohm und den 10-Ohm-Widerstand auf Null erhöhen, mit einer Gate-Ansteuerung von 3 V und einem 1-V-Schwellenwert-MOSFET, Sie haben 2 V über 10 Ohm oder 200 mA Konstantstromentladung .

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Kondensatorentladung:

1. Laden Sie den Kondensator mit sw1 auf
2. Gate des MOSFET mit 3V ansteuern
3. Da der Vth 2,5 V beträgt, bleiben 0,5 V über R1 übrig, dies definiert den Entladestrom von 5 mA (100 Ohm sind 10 mA pro Volt) (ändern Sie den Widerstandswert, um die Entladerate zu ändern).
4. Der Kondensator entlädt sich bei konstantem Strom bis etwa 0,5 V, danach fällt er ab.

Die Schaltung funktioniert auch mit einem NPN-Transistor (aber Sie möchten vielleicht einen Widerstandsteiler an der Basis hinzufügen, um die Basisspannung auf ~ 1,6 V einzustellen. Dies führt dazu, dass die Emitterspannung 1,0 V und ein Entladestrom von 10 mA für einen 100-Ohm-Widerstand beträgt )

Hier sind Spannungsanzeigen von dieser Sim:

Sie sollten in der Lage sein, diese Simulation selbst auszuführen, indem Sie auf den Schaltplan klicken, unten links auf „Simulieren“ klicken und dann auf „Laufzeitsimulation“ klicken.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}