Skocz do zawartości
MR1979

Zasilanie 3,3V układu + ładowarka USB + bateria

Pomocna odpowiedź

Witam!

Planuję zaprojektować zasilanie 3,3V do przyszłych budowanych układów.

Wymagania:
- Max prąd na wyjściu 250mA
- Bateria Li-Po 3,7V
- Ładowanie przez USB
- Możliwie mały - czyli układy SMD
- Możliwy do ręcznego polutowania bez Hot Air
- Max prąd pobierany z USB - 500mA. (Wiem, że prawidłowo układ powinien pobierać 100mA a później dokonać identyfikacji portu USB i przełączyć się na 500mA, ale na początek nie chcę komplikować układu).

Zamierzam skorzystać z jedno-układowych modułów ładowania z USB oraz przetwornicy DC/DC (step up/down).

Nigdy nie budowałem ładowarki USB i zasilania z baterią w jednym urządzeniu, dlatego na początek chciałbym potwierdzić ogólny układ blokowy (w załączniku).

Czy rzeczywiście wystarczy równolegle połączyć moduł ładowarki, baterię i przetwornicę?
Czy tak podłączony układ ładujący będzie działać prawidłowo w czasie gdy jednocześnie będziemy zasilać odbiornik?
Myślałem jeszcze nad drugą opcją, żeby na czas podłączenia zasilania USB, przetwornicę odciąć od baterii (np tranzystorem MOSFET) i zasilać bezpośrednio. Tylko jak wtedy ograniczyć max prąd pobierany z USB.

 

PSU.PNG

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
(edytowany)
11 godzin temu, MR1979 napisał:

Tylko jak wtedy ograniczyć max prąd pobierany z USB.

Jak chcesz ograniczać prąd to możesz zastosować rezystor bocznik (shunt), do niego układ pomiaru napięcia - z prawa Ohma prąd. Ale nie sądzę, że jest to tu istotne, bo jeżeli chcesz wykorzystać ładowarkę w formie modułu to ona nie pobiera więcej niż 500mA.

11 godzin temu, MR1979 napisał:

Myślałem jeszcze nad drugą opcją, żeby na czas podłączenia zasilania USB, przetwornicę odciąć od baterii (np tranzystorem MOSFET) i zasilać bezpośrednio.

Więc wystarczy że kupisz taką co ma 2 terminale (bateria i osobno wyjście). Wtedy będzie się sama przełączać zależnie czy bateria jest ładowana czy zasilanie jest pobierane z baterii - tu trzeba konkretnie sprawdzić czy to co kupujesz ma taką funkcję. Wtedy ten układ naprawdę będzie składał się z modułu ładowarki - lipola i przetwornicy 😉

Jak chcesz być bardzo ambitny, możesz zaprojektować własną płytkę i dodać jakieś zabezpieczenia - przed odwrotnym podłączeniem itd. Great Scott na YT robił kiedyś własny moduł ładowarki z wyjściem 5V.

 

Edytowano przez Gieneq

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

@Gieneq Możliwe że nie wyraziłem moich zamiarów jasno. Pisząc moduł miałem na myśli część układu zasilania który chcę zbudować. Nie chcę kupować gotowych modułów zasilania.

Wracając do projektu....

Przeglądałem ofertę w sieci i wstępnie wybrałem następujące układy ([+] zalety [-] wady):

1. Charger IC - TP4056
        + Dostępny w ilościach detalicznych
        + Łatwa w montażu obudowa SOP-8
        + Wymaga niewielu dodatkowych elementów do działania
        + Można płynnie zmieniać prąd ładowania zależnie od potrzeb nawet do 1A
        + Możliwość kontroli temp baterii (opcjonalnie)
        + Niska cena
        - Nie wiem jak z jakością tego układu, mało znany chiński producent

2. DC/DC Converter - LTC3440EMS
        + Dostępny w ilościach detalicznych
        + Łatwa w montażu obudowa MSOP-10
        + Wymaga niewielu dodatkowych elementów do działania
        + Napięcie wejściowe 2,5 - 5,5V
        + Napięcie wyjściowe 2,5 - 5,5V (można dowolnie zmieniać zależnie od potrzeb)
        + Prąd wyjściowy do 600mA
        + Możliwość kontroli układu przez wejście ~SHDN (shut down)

3. Power button controller - Tu wciąż szukam układu. Na razie znalazłem dwa:

STM6600
        + dostępny w ilościach detalicznych
        + wiele ciekawych opcji w połączeniu z mikrokontrolerem
        - bez Hot Air raczej nie przylutuję
        - nigdzie w sklepach nie znalazłem przejściówki TDFN12 -> DIP do prototypowania (może ktoś widział? ma na sprzedaż?)
        - wysoka cena

MAX16054
        + Łatwa do lutowania obudowa SOT23
        - w ilościach detalicznych praktycznie niedostępny w Polsce
        - dużo mniejsze możliwości niż STM6600
        - wysoka cena (wyższa nawet niż STM6600)
 

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Jeszcze wracając do pierwszego postu. Rozważam dwie opcje:

1. Przetwornica DC/DC połączona równolegle z ładowaniem oraz baterią:
+ Łatwiejsza konstrukcja
- Wciąż nie jestem pewien czy takie połączenie jest prawidłowe (jak zachowa się logika układu ładującego gdy będzie ładował baterię i zasilał przetwornicę jednocześnie ?)

2. Przetwornica odłączana MOSFETem w momencie podłączenia zasilania USB:
+ W momencie podłączenia zasilania przetwornica i ładowarka działają niezależnie (jestem pewien że logika ładowarki będzie działać prawidłowo)
- Prąd zasilania przetwornicy oraz ładowarki sumują się więc istnieje ryzyko przeciążenia portu USB.

Może jakiś bardziej doświadczony kolega skomentuje?

PSU - opcja 1.PNG

PSU - opcja 2.PNG

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Tak się zastanawiam po co Ci ten stm6600???  @Gieneq  podał Ci najlepsze rozwiązanie dla przełączania: kup przetwornicę z taką możliwością do pracy na baterii. Do pracy na zasilaniu najłatwiej będzie zastosować stabilizator napięcia i po sprawie. Dodaj sobie diodę/zworę od napięcia USB do pinu przetwornicy enable z pooldownem do masy na jakimś grubym rezystorze i masz full automatic. Może się też okazać że trzeba sygnał zanegować ale chyba sobie poradzisz, większość przetwornic ma enable na H state.

Moduły ładowarek często mają zabezpieczenie przed nadmiernym rozładowaniem, mają wtedy osobne wejście na aku i osobno wyjście zasilania.  To te z 4056. U mnie się sprawdzają, warto natomiast przykleić sobie dodatkowo gniazdo USB do ładowania bo lubi odpadać po kilku - kilkunastu razach 😜

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

@atMegaTona Chcę wszystko zaprojektować i zbudować sam. W celach edukacyjnych. Nie chcę kupować gotowych modułów.

STM6600 lub coś podobnego chcę dodać w późniejszym etapie bo wydaje mi się ciekawym układem i daje między innymi następujące możliwości:
+ Włączenie układu jednym przyciskiem (krótkie wciśnięcie)
+ Wysłanie przerwania do mikrokontrolera gdy krótko wciśniemy przycisk POWER (np w celu zapisania danych do EEPROM przed wyłączeniem)
+ Możliwość wywołania hard reset długim przytrzymaniem przycisku POWER (przydatne gdy układ się zawiesi a urządzenie jest zabudowane i nie ma łatwej możliwości odłączenia baterii)
+ Automatyczne wyłączenie układu gdy poziom baterii spadnie poniżej dozwolonego
+ Możliwość kontroli stanu zasilania przez mikrokontroler
+ Możliwość wywołania wyłączenia zasilania układu z poziomu mikrokontrolera
 

Tak więc możliwości są duże i chciałbym się tym układem pobawić. Na razie w celach edukacyjnych.

 

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Gość
Dołącz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.


×
×
  • Utwórz nowe...