Parkside PABSS 3,6Li akkus csavarhúzó S-8261 Li-ion akku felügyelő IC helyettesítése diszkrét alkatrészekkel

A Parkside PABSS 3,6Li akkus csavarhúzóban alkalmazott S-8261 IC meghibásodott.
A nehézkes beszerzése miatt -a gyártó jelenleg nem teszi lehetővé számunkra, hogy eladja a terméket az Ön régiójában-, úgy döntöttem hogy készítek egy kapcsolást, amely az eredeti IC fontosabb funkcióit kiváltja.
Első lépésként a gyári kapcsolásról rajzott készítettem. Az alkatrészek azonosítása után a működését próbáltam kibogozni. Végül a G3PM smd felügyelő (S-8261) IC -t (Li-ion battery protection IC for single-cell pack) -mint már említettem- találtam defektesnek.

Az IC két felügyelő feladatott lát el:
- az egyik a terhelés lekapcsoló vezérlése a megengedettnél kisebb cellafeszültségnél (ez esetben min.2,8V)
- a másik a töltőfeszültség lekapcsoló vezérlése egy megengedettnél nagyobb cella feszültségnél (ez esetben max.4,2V) lekapcsolja a töltést.

Két egyforma komparátorral helyettesítettem az említett IC-t.
A komparátornak kis tápfeszültséggel is működnie kell, és a teljes tápfeszültség tartományban tudjon összehasonlítást végezni (rail-to-rail üzemmód).
Kis nyugalmi áramú (2,7µA) és referencia feszültséggel (1,21V) rendelkezzen és persze beszerezhetö is legyen.
Így eset a választás az MCP65R41T-1202 típusra.
A komparátor kimenete CMOS igy alkalmas a kimeneten lévö kapcsoló FET meghajtására. Az egyik komparátor ézékeli a min.2,8V-ot és a másik a max.4,2v -ot.
Kis fogyasztásuk miatt az IC-k folyamatosan vannak táplálva az akkuról.

Ha az akku feszültsége 2,8V felett van, a 2,8V-os komparátor kimenetén magas szint van, a vezérelt FET (IR37097C) vezetésben van, a bekapcsoló gombót megnyomva a motor áramot kap és működik.
Amennyiben az akku lemerült 2,8V-ra, úgy a komparátor kimenete alacsony szintre vált a vezérelt FET is megszűnik vezetni.
Ez azt jelenti hogy a motor nem kap áramot, az akku nem lesz tovább terhelhető.
Eltérve a 2,8V-os komparátortól, a 4,2V-os komparátornál az összehasonlítandó feszültség az invertáló bemenetre kerül, így a 4,2V feszültség elérésekor a kimenetet alacsony szintre kerül, a vezérelt kis FET (12W smd) megszűnik vezetni, a piros kis led kialszik, a két soros pnp tranzisztor lekapcsolja a töltö áramot.
A komparátoroknál pozitív visszacsatolást alkalmaztam.
A referencia feszültség az 1,21V az IC 5-ös kivezetésén. A feszültségosztót ablak komparátorhoz hasonlóan oldottam meg. Egyszerre oszt mind a két komparátor részére.
Meglepetésemre az osztó többi ellenállásai is 47k-ból kialakítható lett. A valóságban nem adódott számottevő eltérés. 4,2V helyett 4,23V és 2,8V helyet 2,84V.

A kapcsolást egy 21,5x18,5mm nagyságú 1mm vastag, két oldalt fóliázott nyákra készítettem, smd alkatrészekkel.
Így elfért az eredeti nyák mellé a csavarhúzó nyelébe.

Tisztelettel Jóska