Уже неоднократно тема обсуждалась, например здесь.

Уважаемый CADiLO приводил неоднократно такую схему переключения на дискретных компонентах:


И этот вариант актуален, потому что LTC4412 недешевая.

К сожалению я не схемотехник, во многом приходится идти наощупь. Прошу критики схемы и решения возникших вопросов, заранее благодарю за помощь.

Промоделировал все это дело в multicap, вот что выходит:

1. Непонятно, для чего два полевика встречно (VT1, VT2), на одном (VT2) работает также, паразитный диод не мешает.

2. Так и не удалось избавиться от сквозных токов в момент переключения. Они короткие, но все факт есть. И непонятно, как скажется на li-on прикладывание к нему 4.4В, хот и на короткое время.

3. Не поплохеет ли ST1S10 от прикладывания к ее выходу 4.2В от li-on на короткое время переключения?

3. Решена ли проблема со сквозными токами в кошерной LTC4412? В даташите нет графиков переключения.




Проект для multicap
 dc_or_bat.LTC4412.discrete.comparator.zip ( 8.51 килобайт ) Кол-во скачиваний: 56

как вариант использовать АКБ с платой защиты.

A где тут про "Сотовая связь"?

напряжение питания))

А.. То есть если телефон будет использован на кухне, то вопрос будет в разделе "Кулинария"?

А здесь тоже не по теме?

И таких тем в ""Сотовая связь" много, потому как вопрос актуален, и что странно, ни кем еще полноценно не решен.



Сообщение отредактировал turnon - Apr 19 2015, 13:00

Логично, что не решен. Потому что люди, которые ближе к этому вопросу и занимаются вопросами питания и батарей, могут в сотовую связь и не заходить.

1. Непонятно, для чего два полевика встречно (VT1, VT2), на одном (VT2) работает также, паразитный диод не мешает.

Для полной изоляции от входа. Так как может быть ситуация когда проключеный аккумулятор будет разряжаться через диод в VT1 и далее через входные цепи.
Или входным цепям поплохеет от АКБ.

2. Так и не удалось избавиться от сквозных токов в момент переключения. Они короткие, но все факт есть. И непонятно, как скажется на li-on прикладывание к нему 4.4В, хот и на короткое время.

А еще и вопрос зарядки не решен.
Вобщем вместо упрощенной схемы D1 - U1 ставим зарядное с гистерезисным выходом PоwerOK или формируем этот сигнал сами учитывая нужные задержки.
То есть просто разводим процесс переключения во времени таким образом чтобы переключение происходило без сквозных токов, но и не получалось снижения питания.

3. Не поплохеет ли ST1S10 от прикладывания к ее выходу 4.2В от li-on на короткое время переключения?

Не должно, если судить по ее структуре. А вообще я бы ее поставил вместо VT1-VT2 и использовал ее вывод отключения.

Вот тут не пойму, как именно. Приведите пожалуйста конкретный сценарий.



MCP73831 или MCP73833 c выходом PG (PowerGood). MCP73833 вообще подороже, но ток зарядки 1А (MCP73831 - 0.5А) и корпус с "exposed pad", легче охлаждать.


А опасно ли прикладывание 4.4В к li-on на 100-200 мксек при переключении?
Чтобы исключить полностью сквозные токи надо будет емкость побольше на выходе всего хозяйства ставить.


Тут питание будет для всей схемы, 4.4В для SIM900 и через LDO LP2985 - 3.3В для STM32.

И еще делитель на выходе ST1S10 будет отъедать ток аккумулятора (делитель по даташиту ST1S10 рекомендуют общим сопротивлением не более 20K).

Сообщение отредактировал turnon - Apr 20 2015, 07:14

Дабы не разводить тем влезу со своей задачей.

Задача все та же
- Переключение между батарейным питанием (8.4В - 2хLi) и внешним (9-12В).
- низкое потребление в режиме работы от батареи. Для абсолютно автономных устройств с потреблением в спящем режиме <10мкА.


Что не нравится в схемах из тем форума и в микросхеме LTC4412.

- длительное время переключения (десятки микросекунд), что вызывает сквозные токи. Честно говоря не знаю насколько проблема актуальна, возможно она только теоретическая и надумана.
- высокий ток потребления.


Приведу свой вариант во вложенных файлах.
Схема основана на компараторе TLV3401 с потреблением 500нА и возможностью подачи на входы дифференциального напряжения равного (и больше) напряжению питания. Таким образом отпадает надобность в резистивных делителях от входных напряжений питания.
Компаратор имеет низкие допустимые выходные токи и немалое время срабатывания (>10мкс), Следовательно, как и в похожих схемах переключение питания необходимо производить с выхода одного компаратора дабы нивелировать разницу во времени включения одного и выключения другого питания.

Вся суть схемы потребление в режиме питания от батареи равно:
TLV3401 + утечки полевых транзисторов (которые в остальных схемах также не отменяются).

Итого плюсы схемы.

- собственное потребление (без учета утечек мощных полевых транзисторов) 0.5-1мкА.
- Время переключения питания <5мкс.
- в итоге дешевле LTC4412 (3.5$) против TLV3401 (1.5$) + биполярные транзисторы(ну может 0.5$).


На графиках бросок тока через транзистор M3 при переключении с внешнего на аккумуляторное это не сквозной ток а ток заряда емкости нагрузки (30мкф), сквозных токов практически нет.

Минусы схемы:
- конкретная схема не факт что заведется без аккумулятора просто от внешнего питания. Ну это не проблема можно добавить диод на питание компаратора от входа внешнего питания и развязать 1кОм с питанием нагрузки.
- схема занимает побольше места чем LTC1412


Прошу оценить схему. Всякие защиты пока отсутствуют.

Сообщение отредактировал spooki - Mar 21 2016, 13:24

Общая ошибка: не моделируете реальные характеристики источников питания: батареи и ac/dc конвертора, также не учитываете влияние соединительных проводов. Даже шнур 2м от сетевого адаптера при "мгновенном" переключении уже гадит.

Гадость в ac/dc конверторе:
* медленно отрабатывает обратная связь. при включении нагрузки получается провал, часто ниже порога компаратора схемы переключения
* иногда на выходе стоит фильтрующий дроссель. "благодаря" дросселю получаем провал при переключении батарея - ac/dc
* при быстром снятии нагрузки (100%->0%) имеет место выброс напряжения как из-за ограниченного быстродействия ос так и из-за дросселя / проводов.

Гадость в батарее:
* при моделировании ошибочно принимают внутреннее сопротивление свежей батареи. нужно брать внутреннее сопротивление батареи разряженной на 95% т.е на грани работоспособности

В ltc пытались часть гадостей вылечить. Медленное переключение сделано намеренно.
Идеальный переключатель должен обеспечивать мягкий переход нагрузки между источниками, т.е в момент переключения ток должен забираться от обоих источников. При этом сквозного тока между источниками быть не должно, все должно уходить в нагрузку.

Сразу скажу что придумать схему идеального переключателя питания мне не удалось.

Схему выложил упрощенную.
Все что вы описали, конечно, имеет место быть. Я игрался с этими параметрами (внутренее сопротивление, индуктивности).
Выбросы должны подавляться схемами защиты (коих нет на схеме).



Вы описываете схему работу диодов. С ключами такого не получить. Если переключатель основан на компараторе напряжения, как не получить сквозных токов если есть обратное напряжение на ключе и ключ открыт - чудеса!

Есть oring контроллеры, которые начинают закрываться если ток начинает течь в обратном направлении. При этом они имеют либо токовый датчик (резистор 10мОм) либо меряют на сопротивление открытого mosfet и срабатывают за 1 мкс, но они и жрут единиы мА.


П.С. Я прошу покритиковать схему. Общие проблемы моделирования мне известны.

Сообщение отредактировал spooki - Mar 21 2016, 14:45

Ну и что Вам мешает сделать схему из двух диодов Шотки?

Почти ничего.

Вот только при потреблении около 1ма от аккума диод уже жрет больше чем MOSFET.

Диод придется брать мощный т.к. схема в определенных режимах может жрать до 1A. При 1 А на диоде будет до 0.5 - 1 Вт. Да еще и падать 0.5 - 1в.
С такими параметрами диод имеет большой ток утечки что тоже будет подъехать батарею при работе от аккума.
Диоды с падением 0.2-0.3 в при 1А имеют утечки такие что светодиоды светятся на ура.

Да и схему хочется универсальную, чтобы ее можно было и с 1 li юзать. Мало ли что. Вот там точно про диоды забыть можно.

Сообщение отредактировал spooki - Mar 21 2016, 23:27

А у Вас что, среднее потребление 1мА? Или таки микроамперы из-за чего пришлось откапывать нанопотребляющую экзотику. Кроме того, в дежурном режиме все равно всё потеряешь на LDO.


Не знал, что 1А это мощный диод. Вот если-бы был 10А, но да, пришлось бы почесать затылок.


Светятся при предельном обратном напряжении и температуре под 100 и выше градусов.

Кроме того, никто не мешает поставить разные диоды в двух цепях.