Ayuda con circuito de carga y DC-DC Step UP

[christiancp96@gmail.]

¡Hola a todos!

Me gustaría presentaros mi proyecto de gestión de energía, el cual busca proporcionar una fuente de alimentación regulada y flexible para diversos proyectos electrónicos. Mi objetivo principal es lograr un suministro de voltaje estable y confiable.

Mi sistema se basa en el uso de baterías de litio de 3.7V, que pueden cargarse de forma conveniente a través de un conector USB tipo C. Para la carga de las baterías, he implementado un circuito basado en el tp4056, el cual ha demostrado ser eficiente y seguro. Además, si no se dispone de una batería, el sistema también permite la alimentación mediante un transformador conectado al conector USB, lo cual da flexibilidad.

Para elevar el voltaje de salida, he incorporado un elevador de voltaje (boost) con el chip TPS61032PWPR. La idea es aumentar el voltaje en un rango de 6V a 8V (según el fabricante con la configuración adecuada puede ofrecer hasta 24V, pero no se si me han tomado el pelo), con una corriente máxima de 4A.

La salida del elevador de voltaje se divide en cuatro salidas independientes y reguladas. Dos de estas salidas suministran un voltaje de 5V a una corriente máxima de 1A cada una, mientras que las otras dos salidas ofrecen un voltaje de 3.3V a 1A cada una. Cada salida está conectada a un regulador de voltaje lineal (LDO) y cuenta con su propio filtro para garantizar una salida estable y libre de ruido.

Sin embargo, me encuentro con algunos desafíos en este proyecto y me gustaría pedir vuestra ayuda y orientación. Actualmente, estoy enfrentando los siguientes problemas:

1. Al conectar una batería, el elevador de voltaje deja de funcionar de inmediato (parece que el TPS61032PWPR se quema), mientras que el cargador de baterías se comporta correctamente. Parece haber un conflicto entre ambos componentes que necesito resolver.
2. Cuando alimento el sistema a través del puerto USB, el elevador de voltaje funciona, pero no logra elevar la tensión a los valores esperados. En lugar de obtener una salida de 6 a 8V, solo obtengo 4.99V, lo cual no es suficiente para las salidas de 5V. Sin embargo, las salidas de 3.3V parecen funcionar correctamente.
3. Al realizar mediciones de corriente en corto, he observado que la corriente máxima que obtengo es de solo 85mA en lugar de los 4A esperados. Sospecho que este problema puede estar relacionado con el cargador de baterías más que con el elevador de voltaje ya que es la intensidad máxima que me ofrece el cargador en corto.

Como este es mi primer proyecto de este tipo, me encuentro un poco bloqueado y necesito buscar experiencia y conocimientos. He seguido los esquemas recomendados por el fabricante, aunque en ocasiones pueden resultar contradictorios. Estoy decidido a solucionar estos problemas y lograr llevar acabo el proyecto, incluso si eso implica empezar de nuevo.

Agradecería enormemente cualquier ayuda, consejo o sugerencia. Es mi primera vez en este foro estoy muy contento de formar parte de esta comunidad y aprender de todos vosotros. Eso si, también quiero aportar mi granito de arena a esta comunidad

Un saludo, Christian Cano.
Creo que se podría remplazar el elevador TPS61032PWPR por el FP6298XR-G1 o incluso el XLSEMI XL6019E1

 

[DownBabylon]

Has probado los bloques de tu diagrama por sepárados? Tal vez hay algo mal conectado.

 

[DownBabylon]

Noto que tambien te falta conectar el pin FB Feedback, tal vez deberias checar por ese lado.

 

[switchxxi]

¿ Cual es la función de D5, además de desperdiciar 0.6V ?

Falta, como bien dice DownBabylon, conectar el divisor de tensión al pin FB.

Ese IC no es ni de lejos capaz de entregar 4A a 5V. Pero al vendedor le encanta decirlo solo porque el elemento de paso interno es capaz de manejarlo. Hay que echar mano a las ecuaciones y despejar cual es la máxima intensidad que se puede "extraer" con una tensión de batería de 3.6V (Típica para una batería de litio). Todo eso teniendo en cuenta que cuando la batería este más descargada la corriente pedida se va a disparar. (Pagina 13 de las hojas de datos que provee Texas Instruments). Recuerda que es un Step-UP, la corriente de entrada siempre será mucho más alta que la de salida ya de por si y a eso hay que sumarle la eficiencia del convertidor.

Aunque el IC sea capaz de entregar 4A, la batería, si es la típica 18650 y una celda, va a ser cocinada. Si pretendes cargar un pack de mas celdas con un TP4056 ya vas mal.

Por último, 3.3V a 1A son 2W a disipar alimentados con 5.5V, ni hablar si pretendes usar 8V como dices. Vas a necesitar un disipador grande o mucha placa para "acomodar" ese calor.