Требуется схема переключающая питание между сетевым источником 5V и литий-ионной батареей.
Была разработана такая схема:

Необходимо обеспечить бесперебойное питание цепи 4V2_AUX. Провалы при переключении недопустимы. Несанкционированная зарядка батареи должна быть исключена. Нагрузка в цепи 4V2_AUX неотключаемая, характер - импульсные преообразователи с рабочей чаcтотой единицы мегагерц.
Питание DC от стабилизированного источника 5V 2A (сетевой адаптер).

При макетировании обнаружено что при постоянно подключенной нагрузке схема не стартует. Проверялась работа только от источника 5V.
При включении сетевого источника заряжается C7, U2 включает ключ Q1B. Поскольку C8 изначально разряжен напряжение делится между конденсаторами поровну. На конденсаторе C7 наблюдается просадка 2V в течение 10мкс. Источник питания видимо из-за индуктивности проводов отработать просадку не в состоянии. Поскольку входное напряжение проседает U2 естественно срабатывает и выключает Q1B.
C8 к следующему циклу опять разряжен до нуля.
Если снизить потребление нагрузки то схема включается и работает в том числе и после увеличения нагрузки до штатного уровня.

Сообщение отредактировал sharikov - Dec 27 2011, 18:49

А зачем вообще нужен Q1B? По сути он ведь всегда открыт если подается 5В, а защита от прохождения напряжения с аккумулятора в цепь 5VIN_FLT итак обеспечивается D5. Так что транзистор можно смело заменить перемычкой. В этом случае С7 и С8 будут заряжаться одновременно. Естественно задержка появления питания все равно будет пока эти емкости не зарядятся, но в этом случае должен спасать U2, удерживая подключенным аккумулятор пока 5VIN_FLT не наберет требуемую величину. В отстутсвии аккумулятора просто произойдет зарядка обоих емкостей безо всяких казусов.
Тут правда есть тонкость, если настроить U2 на выключение аккума при наличии скажем 4,5В в цепи 5VIN_FLT, то при полностью заряженном аккуме все будет хорошо, а при разряженном до 3В к нему будет приложено 5VIN_FLT-0,5, пойдет большой ток, а это не хорошо. При наличии Q1B эта проблема вроде как снимается, но появляется та что у Вас сейчас.
Другой вариант -просто уменьшить С8 и (или) увеличить С7.

Добавлено. Вообще такая схема должна строится на принципе сравнения напряжения аккумулятора и источника. Если U источника больше чем U аккумулятора скажем на 50мВ, то ключ Q1B закрывается. в противном случае он будет открыт. Посмотрите принцип работы идеального диода (например LTC4412)

А так почему не пойдет?

Вы о диапазоне напряжений аккумулятора задумывались ?
Такое будет работать только если VD1 - идеальный диод.
Короче при работе от одной банки лития схемы в стиле "радиокот" не годятся.


Именно по этой причине был добавлен Q1B. Источник питания внешний и если юзер воткнет вместо 5-вольтового источника 4,5 вольтовый - аккумулятору настанет капут.

Уменьшить - это хорошо. Но кто в таком случае будет фильтровать питание ??? Там достаточно мощные потребители с пульсирующей нагрузкой.

Там 5V используется и в других местах, поэтому было принято решение ограничиться только мониторингом питания от сетевого источника.

Т.к., судя по схеме, заряд акка не предполагается, имхо, всё слегка навёрнуто.
Достаточно мониторить наличие каждого из входных напряжений своим супервайзером и переключать источники одной мелкосхемой мелкой логики с приоритетом 5V DC.

Зарядка имеется, на этом листе не показана. Питание зарядки берется от VDD_5V, выход зарядки - цепь LI-ION_BATTERY.
Так и задумано - приоритет источнику 5V, он и мониторится. Когда в норме - безусловное переключение. Должно быть так. Но есть мешающи нюансы описанные в исходном посте...

LTC4412 хороша, сейчас нарисую схему с ней. Удивительно что так мало производителей oring контроллеров и идеальных диодов.

Я всегда задумываюсь, и здесь тоже, вы не написали на сколько вольт литюха и напряжение должно быть 4,2вольта и не меньше и не больше?

Нарисовал схему на LTC4412

Схема заметно упростилась. Особенно радует уменьшение количества полевиков.
Но принцип работы схемы стал другой, она теперь работает как два диода. Не очень понятно чем это чревато. Входное 5V не мониторится, в принципе это не обязательно.
Также появилось ограничение: диод D5 теперь обязательно должен быть шоттки потому что нужно гарантировать чтобы 4V2_AUX было гарантированно более 4,2V при питании от сети, в противном случае питание может пойти от зарядки батареи. Диапазон напряжений цепи 4V2_AUX в этом варианте расширился вверх, в худшем случае до 4,9V при отсутствии или очень маленькой нагрузке. В старой схеме применялся кремниевый диод благодаря чему максимальное напряжение было ниже. 4,9V уже создает проблемы - это предельное или даже недопустимое напряжение для потребителей которые расчитаны на прямое питание от одного литиевого аккумулятора.

Так и хорошо что Шоттки, они греются меньше
Кстати можно на CTL подать через резистивный делитель напряжение с внешнего источника -какбы монитор получится, только ключик тогда надо симметричный поставить вместо Q1B

Да пусть грелся бы, мне энергии сетевого источника питания не жалко. 4,9V на 4V2_AUX мне много там надо не выше 4,5. С кремниевым диодом лишнее как раз на нем падало.
Предлагаете подать сигнал о наличии внешних 5V на ctl ?

Подать то конечно можно, только это уже не будет идеальный диод. Если подать пропустив через стабилитрон, срезав вольта 4, наверно можно.
А может просто сделать индикацию когда внешнее питание в норме (вывод Status для этого имеется) и не парится.

Может пригодится, так делают в ноутбуках. Как раз тот самый узел + зарядка.

2 TC. Еще вот пришло в голову, можно попробовать (если не разобрали старую схему ) параллельно сток-затвор Q1B включить емкость, порядка не знаю, нескольких десятков нФ, это ограничит пусковой ток и еще усилить ПОС в U2 уменьшив R10, чтобы увеличить гистерезис компаратора.

Старую схему еще не разобрал. Вчера попробовал убрать C8 оставив только C9. Так работает. ПОС в U2 сейчас нет совсем - D20 не запаян. Для увеличения пос надо менять U2 на TLC7703 (есть в наличии).
Ваши предложения надо хорошенько обмозговать, возможны неочевидные нюансы.
Если замедлить переключение Q1B получится:
* провал напряжения при переключении батарея -> 5V (из-за того что батарея отсекается Q3 а Q1B мы замедлили)
* сквозной ток источник-аккумулятор на время закрытия Q1 при переключении 5V -> батарея в случае если напряжение исчтоника питания падает медленно.

Уж лучше замедлить Q1A. Я это хочу добавить в схему на LTC4412

Не совсем так. Замедление будет работать как обратная связь по току заряда емкости С8, если при этом ток будет параллельно отбираться нагрузкой то нарастание напряжения на С8 замедлится, и транзистор начнет открываться быстрее. Если впрыска тока будет достаточно, то и провала напряжения не будет.

Сквозной ток...ну если время перезаряда С8 увеличится с 10мкс до скажем 50мкс, думаю и аккум и источник это переживут Ведь ток через аккум не будет больше чем ток заряда емкости.