Диод Шоттки оставил накопителю почти все 4 V LDO

У солнечной панели есть тихий режим, в котором она едва добывает энергию для собственного измерителя: слабый свет, микротоки, накопитель почти заряжен. Здесь каждая деталь силовой цепи меняет характер. Автор линейного зарядника поставил после 4-вольтового LDO диод BAT20JFILM, чтобы ночью литий-ионный конденсатор не кормил регулятор обратно, и рассчитывал получить около 3.8 V на накопителе.

Расчёт на 3.8 V встретился с реальной платой

Плата ответила неприятным сюрпризом: автор увидел примерно 3.96 V после последовательности LDO и диода. Для выбранного 3.8-вольтового LIC это уже превышение номинала. Схема существует в двух физических экземплярах, однако опубликованное значение остаётся единичным авторским измерением, а не лабораторным повторением.

У BAT20J нет обещанного падения «0.2 V». В даташите ST прямое напряжение нормируют начиная с 10 mA: типично 0.28 V при этой точке, 0.35 V при 100 mA и 0.54 V при 1 A. Солнечный зарядник в режиме дозаряда работает на гораздо меньшем токе, где экспоненциальная ВАХ диода даёт существенно меньший VF. Наблюдение физически ожидаемо, но разность 40 mV между номинальными 4.00 V и показанием 3.96 V нельзя честно назвать отдельно измеренным падением на диоде.

Почему 40 mV нельзя приписать одному диоду

В это вычитание попадает и сам LDO. Для MCP1702 доступен фиксированный выход 4.0 V и типовое собственное потребление 2.0 µA, но допуск VOUT по температуре доходит до ±3%. В опубликованной схеме к тому же указан MCP1703T-4002E/CB, тогда как текст проекта называет MCP1702. Чтобы отделить VF от отклонения регулятора, нужны одновременные VOUT LDO, напряжение на накопителе, ток через диод, температура и класс точности вольтметра.

Вторая ловушка прячется в обратной связи. В схемах, где ради экономии энергии делитель обратной связи уходит в мегомы, паразитный микроампер уже перестаёт быть мелочью: на 1 MΩ он создаёт 1 V. Утечки входа, загрязнение платы, обратный ток диода и температура способны сдвинуть заданную точку заряда. Автор поэтому рекомендует в этой конструкции накопитель с рейтингом 4.0 V.

Микроамперы переписывают силовую схему

Этот опыт меняет способ считать сверхмалые зарядники. Диод после LDO нужен для блокировки обратного разряда, но его прямое падение нельзя заранее вычесть как паспортную константу из режима десятков или сотен миллиампер. Малый ток возвращает почти всё напряжение регулятора на накопитель, а обратная утечка BAT20J при нагреве может стать следующим заметным потребителем добытой энергии.