Alguém pode explicar essa interface ADC do microcontrolador (para ler a tensão do painel solar)?

Estou tentando entender a funcionalidade de um circuito encontrado no TIDA-00121 (você pode baixar o arquivo de design aqui )

Suponho que isso tenha a ver com o fato de o PV não estar diretamente ligado ao terra (o mosfet de corrente reversa pode ser desligado quando a tensão do painel solar é muito baixa para impedir que qualquer corrente reversa flua para o painel)

Quanto à função de transferência (do código fonte ), a tensão no lado do microcontrolador é igual a:

V = 0,086045Pv-0,14718475V (PV é a tensão do painel).

isso foi extraído do fato de que Vref = 2,39,10 bits ADC e a equação do código-fonte:

Tensão do painel = 36,83 * PV - 63

para verificar minhas suposições, a partir do código fonte:

Tensão da bateria = BV * 52.44

que produz tensão no lado do microcontrolador do divisor de tensão da bateria:

V = 0,122BV, que é a ração do divisor de tensão (rede 14K / 100K)

A questão é:

1. Qual é o papel da rede de transistores pnp?
2. Como calcular a função de transferência da tensão no lado do microcontrolador?

Muito obrigado.

Qual é o papel da rede de transistores pnp?

É um conversor diferencial de tensão para corrente seguido de uma carga (R34 e R35). A tensão entre P + e P- define uma tensão em R31. Isso (menos 0,7 volts) define uma tensão em R33 e faz com que uma corrente flua para fora do coletor (em grande parte independentemente da carga que o coletor possui).

Dados os valores de R33, R34 e R35, qualquer voltagem definida em R33 aparece em R35, mas reduzida em 3: 1.

É importante ressaltar que essa tensão é referenciada ao terra, tornando-o adequado para o ADC entender. Portanto, há uma mudança de nível envolvida.

Ainda estou confuso com o propósito de usar este circuito. Eu pensei que a conexão do diodo interno do mosfet (Q1) é o mesmo que aterrar o painel solar (a tensão lida será igual à tensão do painel menos a queda de tensão do diodo Q1).

Isso é verdade quando o sistema está operando, mas o sistema não está sempre funcionando.

Minha tentativa de fazer engenharia reversa do sistema e explicar o processo que leva à necessidade de uma medição diferencial.

Este sistema foi claramente projetado para alta eficiência em altos níveis de potência; portanto, todos os dispositivos de comutação no caminho de energia são mosfets de canal N, os diodos menos eficientes e os mosfets de canal P são evitados.

O diagrama de blocos mostra um conversor buck entre o painel e a bateria. http://www.ti.com/diagrams/rd/schematic_tida-00121_20140129112304.jpg . Este conversor buck parece ser formado por Q2, Q3 e L1.

O problema ocorre devido ao diodo do corpo de Q2, o conversor buck não pode impedir a alimentação de retorno se a tensão do painel cair abaixo da tensão da bateria. Essa retroalimentação precisa ser bloqueada.

Pode-se, é claro, usar um diodo ou P-fet para impedir a realimentação, mas como eu disse, eles são ineficientes. Alguém poderia usar um N-Fet no lado alto, mas seria necessário um chip de driver do lado alto. Então, eles decidiram bloquear o retorno através do uso de um N-mosfet no lado baixo (Q1).

A desativação do Q1 permite que o backfeeding seja bloqueado, mas isso significa que o painel não está mais aterrado. Durante a operação normal, P- está no solo, mas quando o sistema é "desligado" devido à falta de luz, P- pode ser maior que o solo. Ainda é potencialmente útil poder monitorar a tensão do painel quando o sistema está desligado.

Portanto, um circuito diferencial é usado para ler a tensão do painel, primeiro convertendo a tensão diferencial em corrente e, em seguida, convertendo essa corrente de volta em uma única tensão final.