Problème de MOSFET N dans le circuit de charge de la batterie

Ryan Tuck

Problème de MOSFET N dans le circuit de charge de la batterie


Mon projet utilise une connexion USB pour charger une batterie LiPo. Le LiPo a une protection de circuit intégrée. Tout fonctionne correctement lorsque vous raccordez la ligne + 5V directement du concentrateur USB à la borne positive de la batterie et que vous connectez les masses.

Je souhaite utiliser une LED pour indiquer que le cordon USB est branché. La LED doit être éteinte lorsque le cordon USB est débranché.

Je pensais que l’utilisation d’un MOSFET N serait une solution simple – la ligne + 5V de l’USB entrant dans le drain, la batterie connectée directement à la source et la grille tirée de la ligne USB + 5V via une résistance. Ensuite, je peux simplement ajouter une LED et une résistance sur la ligne USB + 5V, qui s’allumeraient lorsque la ligne USB était alimentée et ne verraient pas la tension de la batterie lorsque l’USB n’est pas branché (car la porte serait à potentiel nul).

Voici mon circuit:

schéma

J’utilise le nMOS contenu dans ce CI: FDC6333C .

Malheureusement, la fiche technique ne nomme pas explicitement les broches comme «drain», «source» et «gate». Je sais que de nombreux symboles MOSFET différents sont utilisés, et je suppose actuellement:

  • broche 1: porte
  • broche 5: source
  • broche 6: vidange
  • le courant doit s’écouler du drain à la source

Les broches pMOS du CI ne sont pas utilisées et ne sont connectées à rien.

Le port USB fournit 5,16 V.

J’ai remarqué le comportement suivant, que j’essaie de comprendre:

  • La LED reste allumée lorsque le cordon USB est débranché. Je suppose que cela est dû à la diode interne dans le MOSFET permettant au courant de circuler de la batterie vers la LED.

  • Je vois une chute de 1 V à travers le transistor même lorsque je n’ai pas de batterie connectée. Cela met la ligne «batterie» à un simple 4 V, ce qui ne pourrait pas charger la batterie jusqu’à sa valeur maximale de 4,2 V.

  • La commutation des broches source et drain semble fournir le comportement attendu. La LED ne s’allume pas lorsque le cordon USB est débranché. Avec la batterie débranchée, je ne vois qu’une chute de 0,3 V à travers mon transistor, ce qui est une tension adéquate à appliquer autrement à la batterie pour la charger.

Voici les données que j’ai prises en charge toutes les permutations possibles de l’USB et de la batterie connectés et les différents arrangements de source et de drain:

Les données

Ma conclusion initiale est que mon interprétation de la fiche technique était incorrecte – à savoir que la broche 5 est le drain et la broche 6 est la source.

La solution est-elle vraiment aussi simple? Ou est-ce que je manque quelque chose de plus fondamental ici? Existe-t-il un moyen plus simple d’atteindre mon objectif? Je suis un parent n00b, donc toute aide, conseil et critique est apprécié.

Réponses


 Andy aka

Commençons par ce qui semble être l’évidence – vous avez dessiné le symbole mosfet et vous avez indiqué la direction de la diode parasite. Maintenant, qu’est-ce que cette diode vous dit sur le sens du flux de courant lorsque l’USB est retiré – elle devrait vous dire que votre FET est soit à l’envers ou ne convient pas à ce type de circuit car il déchargera le LiPo dans la LED lorsque l’USB n’est pas branché.

Le moyen le plus simple de charger le LiPo est d’utiliser une diode schottky du 5V avec cathode au LiPo. Cela ne peut pas réinjecter du courant dans la LED lorsque l’USB est retiré.

Cependant, le problème que vous avez maintenant, c’est qu’il y a une petite chute de diode, mais, d’après ce que je sais de la tension aux bornes LiPo (ce qui n’est pas beaucoup), c’est qu’ils fonctionnent quelque part sous 4,5 V, alors peut-être que cela chargera bien avec le intégré protection.

Vous pouvez peut-être publier un lien vers la batterie que vous utilisez afin que cela puisse être confirmé.

Plus de détails sur les raisons pour lesquelles le FET dessiné est inapproprié.C’est un FET à canal N qui convient pour la commutation de charges et de batteries, mais il passerait à de faibles valeurs de résistance à la borne négative du LiPo, car vous pourriez élever la porte au positif. LiPo terminal et allumez le FET correctement. Cependant, la diode parasite serait toujours polarisée en direct lorsque la tension USB est supprimée, vous ne pouvez donc pas gagner avec un simple circuit FET.

Ryan Tuck

Andy, je crois comprendre que la diode parasite doit être orientée de la source au drain. De plus, les batteries LiPo ne peuvent généralement être chargées que jusqu’à environ 4,2 V. Le circuit de protection de la batterie l’empêche d’être chargée plus haut que cela, donc votre supposition est correcte.

Ryan Tuck

Et je conviens que la solution de diode schottky est certainement plus élégante. Merci.

 

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