在TP4056太阳能电池充电器上增加电源通路，限制输出电压5.5 V及以下

Question

我有一个6v太阳能电池板和一堆TP4056模块与电池保护电路躺在周围，我想我将使用它们与nRF52840 dongle为一些未来的项目做一个太阳能供电的BLE电路，也有一些那些躺在周围。

该项目的灵感来自Andreas Speiss视频之一的太阳能充电电路（https://www.youtube.com/watch?v=37kGva3NW8w）在那里他添加了“电源路径”，以便在有太阳而不是放电电池时，负载（在我的情况下，NRF52840）直接在太阳能上运行。但是，我不太明白电路如何运作，我希望这里有人可以提供解释。

如果我理解正确的话，p沟道MOSFET只有在栅极和源极之间的电压差为负时才会导电。所以当有充分的阳光，太阳能电池板将输出6v和源电压将是6v减去下降通过肖特基二极管。Vgate - Vsource将是正的，p沟道场效应管将起到开路的作用。

However, I don't understand how the circuit works when there is no sun, i.e. Vgate = 0 V. Won't the source voltage also be 0 in that case, i.e. Vgate - Vsource = 0 V and still act as an open circuit? The source voltage would have to be 2 V in order to reach the gate threshold voltage. Will Vsource be the same as the battery voltage? If yes, can someone explain why? I am probably missing something fundamental here so please bear with me.

还有第二个问题，我希望得到一些建议。nRF52840有一个内部调节器，最小输入电压为2.5 V，最大5.5 V。现在，6v太阳能电池板将实际输出~6.25-6.3 V在充分的阳光(基于测量)，所以我想知道最好的方式限制电压最大5.5 V，同时仍然能够供电的nRF52840与太阳能下降到2.5 V。

我越过了这一点限制太阳能电池板电压的最佳方法是什么？问题，最初建议使用分流电压夹。通过评论似乎LDO不得不像分流电压夹一样消散能量。因此，您认为最小输入电压为2.5 V，最大6.5 V和5 V输出电压的LDO更好。MAX8867（https://eu.mouser.com/datasheet/2/256/MAX8868-1389206.pdf）

我用Kicad做了一个快速的原理图，但是电路/组件将电压限制在5.5 V或以下，如你所见，没有。

Answer 1

当没有太阳时，FET的门将处于零伏特。

源极限将在电池电压上减去体二极管（〜0.7V）的电压降，因此取决于电池的充电状态，它将是〜3-4V。使用像栅极的栅极偏置，FET将导通并使源和负载电压在电池电压的几毫伏内，并从电池供电。

一个相对高值的电阻器横跨太阳能电池板可能是必要的，以确保门是零伏特没有阳光和得到干净的开关。

所有离散的mosfet在漏极和源极之间都有一个内部二极管，因为它们的构造方式，当使用mosfet分析电路时，你一定不要忘记它。此外，mosfet将反向导电，漏极相对于源极(在p沟道器件的情况下)，尽管由于体二极管的高电流，电压永远不会超过1伏左右。即使漏极是正的，栅极仍然需要对源是负的，以使传导发生。

这些特性通常在电池开关和电路中被利用。