ТЕМА: Контроллер заряда-разряда для Li-Ion аккмулятора

Применяя Li-Ion аккумуляторы в различных конструкциях, наверное как и многие, купил штук десяток платок на TP4056. Вроде идея платы неплохая, но есть проблемы: маловатый ток заряда, нерегулируемый уровень отключения, который составляет 2.5в, а хотелось бы 2.7...3В. Желательна индикация степени разряженности аккумулятора. Пытался найти в Интернете варианты умощнения. Нашел хорошее решение на мой взгляд li-ne.ru/page/kontroller-litievogo-akkum...imaciej-na-pic16f676 от EDDY71. Функционал и схема понравились. Единственное, что хотелось бы перевести его на Atmega8, которых у меня штук 20. Прошу уважаемого Soir рассмотреть возможность написания программы с такой же схемотехникой и функционалом, как в указанной статье. Если возможно, неплохо бы предусмотреть возможность регулировки порога отключения по напряжению, или его настройки на стадии наладки устройства.

Тема кардинально почищена. По результатам обсуждений и доработок финальная версия проекта будет в этом сообщении.
plasmacut, прошу также подготовить финальное описание работы - инструкция для пользователя. Желательно и схему, и плату...

Прошивку проверил в Протеусе. Все работает. Описание и схему сделаю. После отработки на макете сообщу результаты.

Схема и описание. Прошу проверить.
После тистирования на макете отпишусь.

По схеме.
1. Вывод 20 МК (AVCC) должен быть подключен к питанию.
2. Подтяжка выводов кнопок к питанию не нужна. Исключение - SW_OFF, но и ее можно программно изменить (если нужно - скажите).
3. Не показаны выводы питания МК.
4. Номиналы резисторов к базам транзисторов в целях экономии питания можно в несколько раз увеличить.
5. Резистор R2 желательно несколько увеличить (до 15-20 кОм).
6. D1 вместе с Q2 может не дать зарядиться аккумулятору полностью.
7. D2 в схеме не обязателен.

Описание.
1. Работа на нагрузку описана неправильно. Вспомните последнюю доработку по отключению. Также вспомните и про включение - минимальное напряжение 20%.
2. Вход в режим предустановки также с удержанием кнопки более 3 сек.
3. Работа светодиодов описана не полностью.
4. Работа звуковых сигналов не описана вообще.

Схему пересмотрел. Лишние подтяжки убрал.
D1 был в исходной схеме. Возможно автор так хотел защитить от неверной полярности при подключении источника. В этом случае лучше будет установить Шоттки. D2 - наверное планировался от пиковых выбросов напряжения. В описании добавил комментарии по D1 и D2. Линии питания контроллера пытался показать в Proteuse, но они все равно остаются hidden. Пытался дорисовать их в графическом редакторе, но возрастает размер файла до недопустимого более 100кб. AVCC подключил.
Что касается описания, я сознательно упрощал в части детализации всех морганий и звучаний. Например применял фразу "включается соответствующая звуковая и световая сигнализация". В исходном проекте у автора вообще нет описания, а только 4 строчки с перечислением функций. Описание чуть доработал. Я думаю, что при необходимости в симуляции Протеуса можно все увидеть.

Отчет о работе при макетировании:
В целом контроллерная часть работает нормально. Устройство функционирует как в описании.
Ток потребления в режиме SLEEP - 12 мкА., в режиме OUTPUT (без нагрузки) - 2мА.
Есть несколько небольших замечаний, которые изложу чуть позже после решения некоторой проблемы с аппаратной частью.
Проблема такая: для возможности работы с токами не менее 2А, применил транзисторы IRLR9343PBF. Это P-hexfet с логическим управлением.
Вроде все должно работать нормально. Однако транзистор, работающий на нагрузку довольно ощутимо греется (около 70 градусов, правда пока без радиатора) уже при токах около 0.6-1А. Падение напряжения на нем при этом токе достигает 1.8 В, что очень много. В соответствии с его описанием, сопротивление в открытом состоянии не более 150 mOhm. Т.е. при токе 1А на нем не должно падать более 0.15 В.
Т.е. получается, что транзистор не полностью открыт.
Попытался применить стандартную схему драйвера на двух разнополярных транзисторах. Эффекта не дало.
Попробовал для проверки применить транзистор КТ-818. В результате нагрев и падение напряжения на нем значительно меньше, чем на полевике. Понятно, что применять биполярный транзистор не хочется. Нужно решить проблему.
Вот только как правильно управлять полевиком, чтобы уменьшить его нагрев?

Можливі причини:
1. Неповне відкриття силового транзистора Q4. Перевірити напругу на затворі. В відкритому стані має бути близько нуля.
2. Перемаркований китайцями транзистор. IRLR9343PBF (оригінальний) має відкриватися одним вольтом.

Ніякого додаткового драйвера в даному випадку не потрібно.

studiotandem пише:
Вы были правы. Поставил IRLML6402PBF и все отлично заработало. Но вопрос все таки остался. У IRLML6402PBF максимальный ток всего 2А, поэтому я хочу применить P-moset в корпусе D-pak или TO-220 для обеспечения запаса по току. Из тех, что были у продавца элементов Voron.ua большему току соответствовал IRLR9343PBF. По описанию он вообще то предназначен для УНЧ D-класса. Возможны два варианта: подделка или неподходящие параметры. Вроде продавец уважаемый. Подскажите, какие параметры логического полевика определяют возможность его работы при малых напряжениях исток-сток? Может также подскажете какие логические P-mosfet на токи не менее 5А можно применить для этой схемы?


Сообщение отредактировал. Нарушение Правил форума, раздел 5, п.7
Soir

plasmacut пише: Продавець не винний. Китайці стали майстрами художнього гравіювання. Купівля деталей стала лотареєю з невеликими шансами купити щось оригінальне. І це не залежить від ціни. Я вже рік не можу купити простенький операційник TL082. Назбирав вже цілу купу від різних "виробників" і "продавців" , а всередині все рівно LM358. Все береться з однієї бочки.
Найти гарантований оригінал можна на старих фірмових платах. У Вашому випадку це старі ноутбучні батареї та мат. плати ноутбуків.

plasmacut пише: VGS(th) Gate Threshold Voltage

Вы опять правы. Я замерил транзистортестером Vt (Vgs) у моих IRLR9343PBF. У всех более 3в. В даташите на них правда хитро написано: min -1.0в, а typ и max значение стоят прочерки. У IRLML6402PBF от -0.4 до -1.2. Замерил также обычные IRF9540. У них Vgs=3...3.5в. По всей видимости мои IRLR9343PBF перемаркировали. Если так, то получается продавец делает свой бизнес не гарантируя качество, а крайним остается покупатель. Мне интересно Ваше мнение насчет параметра Vgs у IRLR9343PBF. Что могут означать в даташите "-" для значений в typ и max? Это "параметр не нормируется"?

plasmacut пише: Саме так і є.
plasmacut пише: Це означає що транзистор P-CHANNEL і відкривається мінусом на затворі G відносно виводу S, і всі виміри відносно плюса, а не відносно землі, як прийнято. Тобто все навпаки.

у транзистора IRLML6402PBF в даташите значение Vgs такие: min=-0.4, typ=-0.55, max= -1.2v.
Это означает, что оно может быть любым от -0.4 до -1.2в
А вот у IRLR9343PBF указано только минимальное min=-1.0, а типовое и максимальное не нормированы. Вместо них поставлены прочерки. Так я спрашиваю: как это понимать? Получается, что они могут быть любыми? Тогда этот транзистор может открываться как при малом (-1.0в) так и при большем, например -3.0в, если максимальное не нормировано. Я измерил это значение транзистортестером. Для всех IRLR9343PBF он показал значение 3.0...3.5в. Поэтому он у меня нормально и не открывается при малых напряжениях. Отсюда вопрос брак это или нет? Исходя из даташита вроде как и не брак, если они не указали "от и до".
Сделал фото транзисторов с увеличением. На одних из них маркировка лазером видна, но буквы и значки размазаны, на других нет совсем. Не очень то похоже на производство IR.

Все це не має тепер ніякого значення. Зрозуміло тільки те, що ці транзистори в даній конструкції працювати не будуть. Треба шукати інші. Такі щоб відкривались приблизно 2-ма вольтами.

studiotandem пише: Пытаюсь понять что искать и самое главное где, чтобы опять не было браком. В порядке эксперимента вместо этих полевиков применил советские КТ818Б, которых у меня много. И что интересно вполне нормально работают. При токе 1А падение напряжения 0.15в, что не намного больше полевика. Так что запасной вариант уже есть.
Свои вопросы задавал, чтобы понять: у меня транзисторы попались плохие или не те применил? Если брак и подделка, то буду звонить украинскому продавцу у которого купил 6шт. Если не те применил, то подскажите какой еще параметр кроме Vgs, на максимальное и типовое значение которого производитель поставил прочерки, определяет работоспособность в данной схеме?

plasmacut пише: Не знаю для яких цілей Вам потрібний пристрій і на які максимальні струми він розрахований, але використання КТ818Б не є дуже доброю думкою.
plasmacut пише: При збільшенні струму ростиме і падіння.

Для прикладу візьмемо популярний IRF4905. У нього VGS(th) згідно даташиту 2-4V (це дуже близько до необхідного), а опір каналу 0.02 Ω. При струмі 1А падіння буде 0,02V проти 0.15V у КТ818Б. Багато це, чи мало рішати Вам.

Конечно нормальный полевик лучше. Я буду пытаться его найти. Правда вероятность покупки новых "котов в мешке" в виде перемаркированных транзисторов тоже есть. Где-то в сети видел таблицу наиболее распространенных современных логических полевиков с основными их параметрами. Буду копать дальше. Спасибо за подсказки.

Для нормального тестирования собрал стабилизированный БП с регулируемым напряжением в необходимых пределах 2.6 - 5в. Также пришли P-mosfet транзисторы PA102FDG. Теперь коммутируют нагрузку и зарядный ток вполне нормально. Ничего не греется.
В целом устройство работает как задумано.
В ходе испытаний появились пожелания небольших доработок:
1) После нажатия кнопки ON-OFF в режиме OUTPUT не всегда успеваем определить горит ли последний мигающий светодиод.
Необходимо увеличить в два раза время горения светодиодов после кратковременного нажатия кнопки ON_OFF в режиме OUTPUT

2) Заряд батареи в финальной части происходит слишком медленно. Нужно сделать его более "агрессивным". Для этого нужно увеличить длительность импульса ШИМ примерно вдвое. К сожалению где-то затерялась формула которая определяет работу ШИМ. Уважаемый SOIR прошу сделать эти доработки в новой версии прошивки. Если не сложно, разместите здесь изначальную формулу работы ШИМ в зависимости от измеренного напряжения батареи.

plasmacut пише: В финальной части (напряжение более 80%) ширина ШИМ пропорционально уменьшается от 50% до 10%. Какую сделать?

Soir пише: Вместо от 50% до 10%, делаем ширину импульсов от 80% до 30%

Обновил прошивку в сообщении №2.

После испытаний отпишусь.

Не стал начинать новую тему, поскольку особого обсуждения не предвидится.
Подскажите , пожалуйста, будет ли работать такая схема?

Таке вирішення елегантним назвати важко.... але працювати буде.

studiotandem пише: А что будет более элегантным? Балансир и БП 12,6в? Или есть еще варианты?