2 Voltaji karsilastir, yuksek olani cik, (power path, batarya-usb guc kontrolu)

[0xyit]

Bir projem var, icinde bir batarya (3.7v), bir 3v3 regulatoru, bir de usb c portu var (sarj etmek icin) fakat bu bataryaya bir yuk bagli, bataryanin sarj akimi 500ma, yukun cektigi 500ma olsun, e sarj devresi de 500ma ile sarj ettigi icin ettigi sarj direkt yuke gider, bu yuzden sarj ederken regulatorun girisine bir secici koymamiz lazim, Yani su sekilde;

1) Eger sistemde USBden gelen 5v varsa regulatore 5v cik
2) Eger sistemde Batarya varsa, bataryayi regulatore cik.
3) Eger sistemde ikisi de varsa, USB'yi cik, (voltaji daha yuksek)

Simdi bunu yapabilecek bir kac sistem var, fakat gereksinimler sunlar.

1) Schottky diyot kullanarak secmek: Regulatorun dropout voltaji 150mV, batarya zaten 3.7v, geriye kaldi 3.55v, yuk icin gereken voltaj 3.3v, yani schottky diyot kullanamayiz. ileri voltaj, bataryamizin voltajini 3.3v asagisina ceker.
2) P kanal mosfet kullanarak asagidaki devreyi hazirlamak (en mantiklisi bu gibi)

3) Power Mux, ideal diyot, or kapısı kullanmak: Turkiyede bulunabilirligi az bu komponentlerin, hem de biraz daha pahali.
4) Load sharing olan IC kullanmak, ornegin MCP73837: En mantikli cozum, fakat ideal diyotlarla ayni problem. turkiyede bulunmuyor bu meretler. ayrica biraz daha pahalilar.


Sizce bu sorun en ideal sekilde nasil cozulur? fikirlerinizi bekliyorum

 

[0xyit]

Ayrica bu devrenin yukunun icinde bir de ESP32 olsun. bu esp32 yazilim kullanarak bataryamizin over-discharge olmasini engellesin. adc pinine voltaj bolucu ile bataryamiz bagli olsun, ardindan bu degeri surekli olcsun ve 3.3v'un altina dustugunu anlayinca bir mosfet ile en pinini low'a ceksin (bkz soru 1). pekiii. geldik zurnanın zırt dediği yere, voltaj arttığında nasıl geri açacağız sistemi? ESP32 kendini kendi açamaz. çünkü en pini low çekili. Veya diyelim ki batarya voltajı düşükken 5V takıldı usb ile, esp32mize şuan 3v3 geliyor. fakat EN pini hala low nasıl geri açacağız? (bkz soru 2). diyelim ki bir sekilde voltaj 3.7va cikinca tekrar acilmasini sagladik, fakat bu sefer şu sorun ortaya çıkar, 3.3vdan 3.7va çıkana kadar beklememiz gerekir, bunun yerine direkt 5V geldiğinde algılayıp en pinini higha çekebilmemiz gerekir (bkz soru 3)

Soru 1: ESP32 EN pinini lowa çektiğinde kendini tamamen kapatacak, yani aslında mosfete gelen GPIO da floating durumunda düşeceği için kendini geri açma ihtimali var. bunu en basit nasıl çözeriz?

Soru 2: Dışarıdan bir müdahale etmeden (örneğin buton vb) nasıl otomatik şekilde açılmasını sağlarız? [Veya EN pinini lowa çekmek yerine ESP32'yi deep sleepe alıp RTC_GPIO pinlerini kullanarak uyandırmak gibi çözümler]

Soru 3: Bataryanın dolmasını beklemeden nasıl sistemi açarız.


1- Sistemi voltaj artınca otomatik açmak için aklınıza supervisor icler geliyorsa onlar, batarya voltajlarına uygun bir versiyonunu bulmak türkiyede neredeyse imkansız. (olmayabilir bile)

2- Ayrıca tekrar bir Türkiye sorunu, bu dediğimi yapan, fakat ESP32 kullanmayan, direkt şarj entegresine dahil olan over-discharge protection kartları var, fakat yine ülkemizde bulmak imkansız.

3- Lütfen önereceğiniz bütün çözümler türkiyede bulunabilen, standart kullanıcıların erişebileceği düzeyde komponentler, çözümler olsun.

 

[taydin]

Çizdiğin devre istenen anahtarlamaları sağlıyor gibi görüyorum ben. Ama yazılarda hatalar var, düzelt istersen. MOSFET'in PMOS olması gerekir. Bir de regülatör dropout voltajı da 150 mV yazacağına 150 mA yazmışsın.

 

[0xyit]

Çizdiğin devre istenen anahtarlamaları sağlıyor gibi görüyorum ben. Ama yazılarda hatalar var, düzelt istersen. MOSFET'in PMOS olması gerekir. Bir de regülatör dropout voltajı da 150 mV yazacağına 150 mA yazmışsın.

Doğru. gece yazinca laf salatasina dondu iyice, gerekli duzenlemeleri yapacagim

 

[fide]

Giriş Yap

Giriş Yap

www.picproje.org

Yukarıdaki linkte bu konu tartışılmıştı. Fikir verebilir.
Özellikle 2.sayfada güzel çip önerileri var.

 

[fide]

Birkaçının datasheeti

 

[birisim]

1) Schottky diyot kullanarak secmek: Regulatorun dropout voltaji 150mA, batarya zaten 3.7v, geriye kaldi 3.55v, yuk icin gereken voltaj 3.3v, yani schottky diyot kullanamayiz. ileri voltaj, bataryamizin voltajini 3.3v asagisina ceker.

İdealde 18650 ldo'ya direk bağlanmamalı. Deşarj cut-off gerilimi 2.7xV iken dış kaynak olmayınca pil kapasitesi sonuna kadar kullanılmayacak.

 

[0xyit]

İdealde 18650 ldo'ya direk bağlanmamalı. Deşarj cut-off gerilimi 2.7xV iken dış kaynak olmayınca pil kapasitesi sonuna kadar kullanılmayacak.

Pil kapasitesinin sonuna kadar kullanilmasi iyi bir sey degil diye biliyorum zaten, O yuzden ldoya baglanmasinda sikinti yok gibi

 

[birisim]

Pil kapasitesinin sonuna kadar kullanilmasi iyi bir sey degil diye biliyorum zaten, O yuzden ldoya baglanmasinda sikinti yok gibi

2.75'e kadar tavsiye ediyorlar. 2.75 yerine 2.85 sayarsak değişen fazla bir şey yok.
Rastgele 18650 datasheet:

https://docs.rs-online.com/080b/A700000007848112.pdf

LDO'larda akıma dayalı minimum giriş çıkış gerilim farklarına dikkat edilmeli. Ani akım artışı için LDO davranışı beslediği devreye sorun yaşatmaması için araştırılmalı

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3940.pdf

Ayrıca 18650 pillerin çıkış gerilimleri akıma göre değişebilir.
Rastgele bulduğum datasheet (üründe kullanacağınız 18650 datasheet'ine bakılmalı):

https://www.powerstream.com/p/INR18650-25R-datasheet.pdf

Yukarıdakı bilgilerden anlaşılan, devrenin tükettiği akıma bağlı 18650 kapasitesisin yarısı bile tükenmeden LDO'nun giriş gerilimin limit altına düşme ihtimali var.

 

[0xyit]

2.75'e kadar tavsiye ediyorlar. 2.75 yerine 2.85 sayarsak değişen fazla bir şey yok.
Rastgele 18650 datasheet:

https://docs.rs-online.com/080b/A700000007848112.pdf

42741 eklentisine bak

LDO'larda akıma dayalı minimum giriş çıkış gerilim farklarına dikkat edilmeli. Ani akım artışı için LDO davranışı beslediği devreye sorun yaşatmaması için araştırılmalı

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3940.pdf

42742 eklentisine bak

Ayrıca 18650 pillerin çıkış gerilimleri akıma göre değişebilir.
Rastgele bulduğum datasheet (üründe kullanacağınız 18650 datasheet'ine bakılmalı):

https://www.powerstream.com/p/INR18650-25R-datasheet.pdf

42743 eklentisine bak

Yukarıdakı bilgilerden anlaşılan, devrenin tükettiği akıma bağlı 18650 kapasitesisin yarısı bile tükenmeden LDO'nun giriş gerilimin limit altına düşme ihtimali var.

Kullandigim bataryanin 1CmA'daki desarj grafigi boyle

Ben ESPnin adcsinden okunan deger 3.5v oldugunda, yani %80 desarj oldugunda kesiyorum. kullandığım regülatör olan TLV733P'nin 125mV drop ile 3.375V'a düşer. Ayrıca devrede kullandığım bütün komponentler 2.6V'a kadar toleranslı olduğu için 3.2-3.1v'a bile düşürebilirim kesme voltajını. Dediğiniz dropout değerleri benim devremde geçerli değil, fakat AMS1117 gibi dropoutu yüksek bir regülatör kullanıyor olsaydım sıkıntı yaşayabilirdim.

 

[0xyit]

 

[birisim]

Ayrıca devrede kullandığım bütün komponentler 2.6V'a kadar toleranslı olduğu için 3.2-3.1v'a bile düşürebilirim kesme voltajını.

Eğer 2.6V kadar sorun çıkmıyorsa pahalı li power management çipleri kullanmaktansa bu iş diyot veya ldo yerine buck'la yapılır. Tabii buna ideal bir çözüm denilemez.

Ben ESPnin adcsinden okunan deger 3.5v oldugunda, yani %80 desarj oldugunda kesiyorum. kullandığım regülatör olan TLV733P'nin 125mV drop ile 3.375V'a düşer.

Fikrimce devre tasarımında datasheet'te gösterilen ortalama değerlerden ziyade max değerleri referans alınmalı.

 

[0xyit]

Eğer 2.6V kadar sorun çıkmıyorsa pahalı li power management çipleri kullanmaktansa bu iş diyot veya ldo yerine buck'la yapılır. Tabii buna ideal bir çözüm denilemez.


Fikrimce devre tasarımında datasheet'te gösterilen ortalama değerlerden ziyade max değerleri referans alınmalı.
42746 eklentisine bak

Benim amacım regüle edilmiş çıktı almakta değil ki. zaten regülatörüm işimi görüyor, ve şuan bataryamın voltajı 3.3v'a düşse bile (neredeyse %90 deşarj) hala esp32 fonksiyonel, 5V'den isterse 1.5V dropout alsın. yine işimi görüyor, benim yaşadığım sıkıntı USB'yi şarj etmek için taktığım anda ESP'nin çalışmasını sağlamak, şuan zaten çalışıyor, fakat şarj devresinden geçen akım direkt ESP32'ye gidiyor ve batarya şarj olmuyor, bu yüzden load sharing yapıp (5V ve VBAT bir mosfete bağlanıp hangi voltaj yüksekse onun çıktısını almak) ESP32'nin çalışmasını sağlamak gerek

 

[0xyit]

Benim amacım regüle edilmiş çıktı almakta değil ki. zaten regülatörüm işimi görüyor, ve şuan bataryamın voltajı 3.3v'a düşse bile (neredeyse %90 deşarj) hala esp32 fonksiyonel, 5V'den isterse 1.5V dropout alsın. yine işimi görüyor, benim yaşadığım sıkıntı USB'yi şarj etmek için taktığım anda ESP'nin çalışmasını sağlamak, şuan zaten çalışıyor, fakat şarj devresinden geçen akım direkt ESP32'ye gidiyor ve batarya şarj olmuyor, bu yüzden load sharing yapıp (5V ve VBAT bir mosfete bağlanıp hangi voltaj yüksekse onun çıktısını almak) ESP32'nin çalışmasını sağlamak gerek

Ayrıca buckla nasıl olacağını hala anlamadım, buckun girişine gelecek voltajı buck nasıl seçecek?

 

[birisim]

Ayrıca buckla nasıl olacağını hala anlamadım, buckun girişine gelecek voltajı buck nasıl seçecek?

Kastettiğim, eğer şema daha düşük gerilimlerde çalışabiliyorsa 1-2$ çiplerin yerine diyatlarla da iş yapılır.
Buck değince step-down'larda şöyle çipler de var:

https://cdn.ozdisan.com/ETicaret_Dosya/952188_171442.pdf

LDO yerine kullanırsa diyotlarda düşen 0.5V tolere etmesi mümkün olur. Örnek için söyledim, bunun pek doğru çözüm olduğunu düşünmüyorum.

 

[birisim]

fakat şarj devresinden geçen akım direkt ESP32'ye gidiyor ve batarya şarj olmuyor,

Daha önce yazdıklarınızdan devre 300mA tüketiyor. Şarj akımı ne kadar?

Ek soru - öngörülen ürün fiyatı 100-200Tl fiyat farkı tolere ediyor mu?

 

[0xyit]

Daha önce yazdıklarınızdan devre 300mA tüketiyor. Şarj akımı ne kadar?

Ek soru - öngörülen ürün fiyatı 100-200Tl fiyat farkı tolere ediyor mu?

Degerler temsiliydi, fakat gercek degerlerim su sekilde,

Sarj akimi 100mA
ESP32 100-120 mA cekiyor
Batarya 110mAh


Fiyat farki konusunda 100-200Tl fark maalesef tolere edilemez

 

[birisim]

Şöyle çip var belki işinizi görür:

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq24075.pdf

BQ24072TRGTR Texas - Entegre Devreler (IC) - e-komponent.com

BQ24072TRGTR Texas Instruments - Entegre Devreler (IC) - Charger IC Lithium Ion 16-QFN (3x3)

www.e-komponent.com

10 adet BQ24072RGTR BQ24072 CKP BQ24073RGTR BQ24073 CKQ BQ24074RGTR BQ24074 BZF/NXK BQ24075RGTR BQ24075 CDU Şarj IC Yonga Seti - AliExpress 502

Smarter Shopping, Better Living! Aliexpress.com

tr.aliexpress.com

 

[Under Ground]

Özür dileyerek çok cahilce bir soru soracağım. Batarya beslemesi mosfetin source girişine, USB beslemesi gate girişine bağlı. Bu noktada nasıl besleme kaynağı değişimi olacağını benim amatör kafam hiç basmadı.

 

[0xyit]

Özür dileyerek çok cahilce bir soru soracağım. Batarya beslemesi mosfetin source girişine, USB beslemesi gate girişine bağlı. Bu noktada nasıl besleme kaynağı değişimi olacağını benim amatör kafam hiç basmadı.

P kanal oldugu icin gate 0v olunca batarya gecis sagliyor, eger 5V gateye baglanirsa da -1.7v~ fark olacagi icin 5V diyot uzerinden geciyor