Pregunta del circuito de carga de Li-po (cambio entre la batería y la fuente de alimentación)

Question

Estoy construyendo un circuito que contiene una batería de Li-Po y un chip de carga de batería. Entiendo el funcionamiento del chip, pero no entiendo cómo cambiar la carga del sistema a una fuente de alimentación normal mientras la batería se está cargando.

La hoja de datos proporciona el siguiente diagrama que asumo funciona:

(fuente: Diseño de referencia del microchip DS51746A sección 1.1)

Lo único es que no sé realmente por qué debería funcionar. Me encantaría entender por qué funciona. Supongo que tan pronto como V _en es alta, cierra la puerta (Q1) de la célula de Li-ion a la carga del sistema. Y la corriente va a la carga del sistema desde V _en directamente a través de D1. Pero realmente no entiendo por qué cerraría el Q1. Sería genial si alguien pudiera dar una breve explicación de lo que pasa con el Q1, R _{tirar de} y D1 cuando V _en es alto y bajo.

El MCP73833 funciona de la siguiente manera: Cuando V _en es alta, V _murciélago será alta y cargará la célula de Li-ion. (V _murciélago será un poco más bajo que V _en ). Tan pronto como Vin esté bajo, V _murciélago (9,10) será baja y dejará de cargarse.

Answer 1

Q1 es un MOSFET de canal p. Aquí está el esquema con sus terminales etiquetados (G = puerta, D = drenaje, S = fuente):

Un MOSFET se enciende (permite el flujo de corriente) cuando la tensión entre su puerta y su fuente, o Vgs, supera una tensión umbral, Vth. En el caso de los MOSFET de canal P, Vth es negativo, lo que significa que la puerta tiene que ser inferior a la fuente en cierta medida para que el MOSFET se encienda.

Cuando Vin es alto, la corriente fluye a través del diodo D1 hacia la carga, haciendo que la tensión en la fuente sea aproximadamente Vin (menos la caída del diodo). Como la puerta está ligada directamente a Vin, esto significa que Vgs es ligeramente positivo y Q1 permanece apagado.

Cuando Vin está bajo, la puerta es arrastrada a tierra por Rpull (una resistencia pull-down). Pero espera, ¿cómo se enciende Q1 si la fuente tiene que estar a un voltaje más alto que la puerta, y para que aparezca un voltaje en la fuente, Q1 tiene que estar encendido?

Bueno, hay un pequeño diodo en la parte inferior del símbolo del MOSFET; esto representa el diodo de cuerpo (a veces llamado diodo parásito), que es básicamente un artefacto de la forma en que se hace el MOSFET. La presencia del diodo de cuerpo significa que incluso cuando el MOSFET está apagado, sólo bloqueará el flujo de corriente de la fuente al drenaje; todavía permitirá que la corriente fluya del drenaje a la fuente. En este caso, eso es algo bueno: el diodo de cuerpo permite que la corriente de la batería fluya del drenaje a la fuente, llevando la fuente hasta cerca del voltaje de la batería y creando una diferencia de voltaje Vgs negativo que permite que el MOSFET se encienda completamente.

El propósito de Q1 y D1 es asegurar que la corriente sólo fluya de Vin a la carga o de la batería a la carga, evitando la corriente inversa de Vin a la celda o viceversa. Sustituyendo Q1 por otro diodo se conseguiría prácticamente lo mismo:

La ventaja del MOSFET es que, cuando está encendido, hay una menor caída de tensión a través de él en comparación con un diodo. Una menor caída de tensión significa menos energía desperdiciada, lo que es especialmente importante cuando se alimenta la carga con una batería.