【充電回路】保護回路DW01の動作確認

前にやろうといろいろ調べていたが実行に移らなかった バッテリーからの給電でデバイスを動かせるようにと。

目標仕様は、USBから充電しながら、USBから給電されている時は、充電しながらも使える。そして、安いバッテリーを使う事を想定して保護回路も用意する。


【充電制御ICの選択】

電子工作専科 電源回りについてバイブル的に読ませていただいている神サイト。

その中から、TP4056を選択。TP4056とセットでよく使われている保護回路がDW01、DW01からの信号で遮断を実際にするNchのMOFET、FS8205A。この組み合わせにした。

アマゾンで大量かつ安価に売られているので、いざという時は部品はそちらから調達できる。

【データシート】

https://dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/datasheets/Prototyping/TP4056.pdf

https://cdn.sparkfun.com/assets/learn_tutorials/2/5/1/DW01-P_DataSheet_V10.pdf

https://www.ic-fortune.com/upload/Download/FS8205A-DS-12_EN.pdf


【DIP化】

まずは、変換基板を用いて、DIP化。TP4056はICの裏が放熱のためのPADがついているが、それが、使った変換基板は、中央付近でスルーホール、それもホール金属が露出していたので、短絡するかもと間に、放熱が劣化するが、カプトンテープを挟んで絶縁。

【DW01の回路動作の確認】

まず、DWO1側のみ動作を確認する事を実施する。

神サイトに沿って、DW01の動作の確認をする。しっかり動作を理解しておこうというのが目的で。神サイトのように、電子負荷(アマゾンで3~4千円)を買うのもな・・・とテスタとかよくある計測器でやってみる

負荷には、10KΩの抵抗を付ける3~5Vとかの範囲ならほとんど電流は流れない。

回路自体は、B+は負荷に直接つながっているが、GND側とバッテリーのマイナスはFS8205AのソースS1,S2を介している状態。ゲートを操作する事で、S1,S2間が導通したり、遮断されたりという事で制御をするというのがざっくり動作原理。



ブレットボードで回路を組んでみた。

今回のテストでは、B+、B-の端子に安定化電源からの入力を降圧タイプのDC-DC変換の基板を挟み、可変抵抗で電圧を変えながら、いろいろテスターであたって動作を確認した。
最初は、入力電圧が5VでDC-DC変換すれば簡単にできるなと思っていたが用いたDC-DC変換の効率が悪い事もあり、5V入力では4.3Vにギリギリ届かないため、充電が進んだ状態を再現できず。DC-DC変換の入力を12Vの安定化電源に変更して実験。

神サイトの内容の再現だが、

DW01の1番ピンと3番ピンがそれぞれNMOSFETを動作させるが、通常の範囲である3V付近では、電源電圧がほぼそのまま出てくる。それでNMOSFETがONになるので、FS8205Aの2番、7番の間の抵抗を測定するとほぼゼロ。

4.3Vを超えたところで、DW01の3ピンがLOWに落ちる、1ピンはHIHGのまま。そこで、FS8205Aの2番、7番の間の抵抗がぐーんとあがる。

また2.3Vを下回ると、DW01の1ピンがLOWに落ち、3ピンはHIHGのまま。ここでもFS8205Aの2番、7番の間の抵抗がぐーんとあがり遮断が確認できる。

電流によっても遮断されるが、さすがに実験できないので、これらが確認できれば、動作するだろうということで。



 





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