Скрытая токовая петля на блоке питания

Я попытался построить схему, как показано на рисунке ниже, где LDO+MCU содержит Atmega328P с питанием от LDO:

введите описание изображения здесь

В катоде D3 имеется основной источник питания, напряжение которого может достигать 20 В для питания LDO и MCU. VUSB может быть 5В, если он есть.

Теоретически: если напряжение от J1 находится между минимальным рабочим напряжением и 5 В, я могу выбрать MCU для управления PWR_CTRL. В этом состоянии, если PWR_CTRL имеет ВЫСОКОЕ значение, питание потребляется от USB, в противном случае - от J1. Если напряжение от J1 составляет> 5 В, я всегда сливаю напряжение с J1 в соответствии с законами Кирхгофа.

На самом деле происходит вот что (среди прочих выдаваемых второстепенной важности):

  • Начальная загрузка MCU с низким уровнем PWR_CTRL, такой вывод находится в среднем диапазоне напряжения при сбросе. Это приводит к состоянию блокировки, которое не позволяет запускать MCU (пока все хорошо), но из-за этого промежуточного состояния может случиться так, что MCU действительно работает с таким высоким выводом и, таким образом, полностью запитывается от USB (нет). хорошо), вероятно, из-за плохой начальной загрузки (пин-код устанавливается только один раз при запуске). Когда система заблокирована без запуска, то есть с промежуточным напряжением на затворе T1 (так что все в порядке) -> небольшое колебание от импульсного питания USB усиливается и реверсируется на стоке T1 -> снова инвертируется каким-то образом усиливается на стоке Q3 -> почти полностью отрезан на катоде D3 (от 300мВ до пика 30мВ)
  • При загрузке системы с высоким уровнем PWR_CTRL, когда на J1 с напряжением более 5,6 В, USB-стабилизатор начинает колебаться до 200 мВ на частоте колебаний USB-регулятора, подключенного к порту USB (это портативное зарядное устройство). Это колебание есть только в сети VUSB, и практически везде отсутствует. Это может звучать хорошо, но в этом случае, когда напряжение USB присутствует одновременно с 20 В (или другими более низкими значениями) на J1, LDO потребляет удвоенный ток (от 12 до почти 24 мА). Это на 20 В заканчивается слишком горячим LDO. Поэтому я предположил, что некоторый ток течет от J1 -> LDO -> PWR_CTRL -> USB -> GND. Или USB -> LDO -> PWR_CTRL -> -> GND, но последнее кажется невозможным из-за диодов, а D3 перевернут с подачей на него 15В.

Что мне здесь не хватает?

ПОЖАЛУЙСТА, обратите внимание, что цель вопроса состоит не в том, чтобы найти решение, которое работает, а в том, чтобы выяснить, почему у этого решения есть такие проблемы.

Можете ли вы определить требования, которым должна соответствовать эта схема?
Я думаю, что единственным требованием является то, что он должен работать с USB, разъемом питания и разъемом питания USB+. Токи очень низкие, менее 50 мА, а входное напряжение на разъеме питания составляет максимум 20 В, минимум 3 В (из-за LDO, который выдает 3,3 В). USB предназначен для подключения к ПК.
От какого напряжения вы хотите, чтобы он работал, когда оба предоставлены?
Как объяснено (может быть, не очень хорошо), когда J1 <= 5 В, при наличии USB, я могу выбрать, управляя выводом MCU. Если J1 больше 5 В, он может работать только от J1, поскольку он больше, чем USB.
Проблема была из-за обратного тока D3, который считывается с блока питания Vusb. Этот ток поднимает напряжение немного выше, чем напряжение USB на аноде D3. Поэтому, когда диод должен быть перевернут, обратный ток течет в питание USB.
Очистите схему и правильно экспортируйте ее из Eagle. Вертикальный текст раздражает, и все эти кресты происхождения просто не подходят к этому месту. Чертежник также не дал бы вам чертеж с построенными вспомогательными линиями. Выливать помои на добровольцев здесь, от которых вы ищете услуги, не очень хорошая идея.

Ответы (2)

Вместо того, чтобы собирать воедино разрозненные части и надеяться получить желаемый результат, это можно сделать проще и устойчивее к глупостям с помощью специализированной микросхемы: LTC4412 от Linear Tech . Схема ниже должна помочь вам начать.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Обратите внимание, что PWR_CTRL в этой схеме имеет ВЫСОКИЙ уровень для выбора Vbus и НИЗКИЙ уровень для выбора Vusb, когда оба источника питания подключены.

Хорошо, спасибо, это хорошо, используется P-MOS, как у меня, но компонент имеет некоторую стоимость. Во всяком случае, я спросил об этом, потому что мне нравится знать, почему мое решение не работает.
LT(C)XXXX = дорого.
@winny - я не согласен с тем, что линейные части не дешевы, но вы получаете то, за что платите;)
Да, в какой-то момент им нужно вернуть деньги за бесплатную поставку LTspice. :-)
Я закончил с TI, у меня было слишком много недокументированных функций в их частях, и я не мог их заполучить. Вы получаете то, за что платите.
TPS2112A может быть альтернативой.

Что мне здесь не хватает?

  1. Q3 представляет собой P-канальный полевой транзистор и находится в схеме в перевернутом виде. Осмотрите на его корпусе диод в символе.

  2. D1 может нагружать выход вашего MCU, если он не настроен как Open Collector.

Скрытая токовая петля на блоке питания
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v