¿Alguien puede explicar esta interfaz ADC de microcontrolador (para leer el voltaje del panel solar)?

Estoy tratando de entender la funcionalidad de un circuito que se encuentra en TIDA-00121 (puede descargar el archivo de diseño desde aquí )

Supongo que esto tiene que ver con el hecho de que el PV no está directamente conectado a tierra (el mosfet de corriente inversa puede apagarse cuando el voltaje del panel solar es demasiado bajo para evitar que fluya corriente inversa al panel)

En cuanto a la función de transferencia (del código fuente ), el voltaje en el lado del microcontrolador es igual a:

V = 0.086045Pv-0.14718475V (PV es el voltaje del panel).

esto se extrajo del hecho de que Vref = 2.39,10 bits ADC y la ecuación del código fuente:

Voltaje del panel = 36.83 * PV - 63

para verificar mis suposiciones, desde el código fuente:

Voltaje de la batería = BV * 52.44

que cede el voltaje en el lado del microcontrolador del divisor de voltaje de la batería:

V = 0.122BV, que es la relación del divisor de voltaje (red de 14K / 100K)

La pregunta es:

1. ¿Cuál es el papel de la red de transistores pnp?
2. ¿Cómo calcular la función de transferencia de la tensión en el lado del microcontrolador?

Muchas gracias.

¿Cuál es el papel de la red de transistores pnp?

Es un convertidor diferencial de voltaje a corriente seguido de una carga (R34 y R35). El voltaje entre P + y P- establece un voltaje en R31. Esto (menos 0.7 voltios) establece un voltaje a través de R33 y eso hace que una corriente fluya fuera del colector (en gran parte independientemente de la carga que tenga el colector).

Dados los valores de R33, R34 y R35, cualquier voltaje establecido en R33 aparece en R35 pero se reduce en 3: 1.

Es importante destacar que este voltaje está referenciado a tierra, lo que lo hace adecuado para que el ADC tenga sentido. Entonces hay cambios de nivel involucrados.

Todavía estoy confundido sobre el propósito de usar este circuito. Pensé que la conexión del diodo interno del mosfet (Q1) es la misma que conectar a tierra el panel solar (la lectura de voltaje será igual al voltaje del panel menos la caída de voltaje del diodo Q1).

Eso es cierto cuando el sistema está funcionando, pero el sistema no siempre está funcionando.

Mi intento de aplicar ingeniería inversa al sistema y explicar el proceso que lleva a que se necesite una medición diferencial.

Este sistema está claramente diseñado para una alta eficiencia a altos niveles de potencia, por lo tanto, todos los dispositivos de conmutación en la ruta de alimentación son mosfets de canal N, se evitan los diodos menos eficientes y los mosfets de canal P.

El diagrama de bloques muestra un convertidor reductor entre el panel y la batería. http://www.ti.com/diagrams/rd/schematic_tida-00121_20140129112304.jpg . Este convertidor buck parece estar formado por Q2, Q3 y L1.

El problema se debe al diodo del cuerpo de Q2, el convertidor reductor no puede evitar la retroalimentación si el voltaje del panel cae por debajo del voltaje de la batería. Esta retroalimentación necesita ser bloqueada.

Por supuesto, uno podría usar un diodo o P-fet para evitar la retroalimentación, pero como dije, son ineficientes. Se podría usar un N-Fet en el lado alto, pero luego se necesitaría un chip de controlador del lado alto para ello. Entonces decidieron bloquear la retroalimentación mediante el uso de un N-mosfet en el lado bajo (Q1).

Desactivar Q1 permite bloquear la retroalimentación, pero significa que el panel ya no está conectado a tierra. Durante el funcionamiento normal, P- está en tierra pero cuando el sistema está "apagado" debido a la falta de luz, P- puede estar más alto que tierra. Todavía es potencialmente útil poder monitorear el voltaje del panel cuando el sistema está apagado.

Por lo tanto, se utiliza un circuito diferencial para leer el voltaje del panel convirtiendo primero el voltaje diferencial en una corriente y luego convirtiendo esa corriente nuevamente en un voltaje de extremo único.