Коммутация питания USB / DCDC / батарея / SOLAR, Покритикуйте пожалуйста схему коммутации питания Опции

[turnon]

Покритикуйте пожалуйста схему коммутации питания.

Основное питание - от 5V_DCDC.
При пропадании 5V_DCDC и подключенном USB - от 5V_USB.

При отсутствии 5V_DCDC и неподключенном USB - от батареи (li-on 4.2В).

Зарядка батареи (li-on 4.2В) возможна от 5V_DCDC, от 5V_USB, от 5V_SOLAR - что доступно.

Также на разъеме XS3 подключен ионистор 1F, с целью корректного выключения устройства при пропаже питания и отсутствии батареи.

[Alexashka]

1) Ну видно же, что выбросы изза позднего запирания ключа. Имеем порог отпирания Q3 (и запирания Х2) U= 2.5*(2.2k+1k)/2.2k =3,6В, где 2.5 -пороговое напряжение TL431. А батарейка у Вас 3,3В. Вот пока напряжение DC-DC растет от 3,3 до 3,6 ключ открыт и ток DC-DC сквозняком проходит через батарейку.
2) А SPI с подтяжкой к 5В работать не будет? Скорость большая? Тогда ставите 2-3 буферных элемента для перехода от 3 к 5 и обратно.
Вообще не понятно такое стремление питать контроллеры от разных источников. Если STM8 работает от 3,3 то почему бы его и не питать также от 3,3? Да и потом аккумулятор ведь просядет до 3,2В как Вы сами говорили. Или у Вас STM8 работает только при подключенном Dc-DC?

[cg_shura]

2) А SPI с подтяжкой к 5В работать не будет? Скорость большая?

8 Мбит, боюсь подтяжка завалит фронты.

Тогда ставите 2-3 буферных элемента для перехода от 3 к 5 и обратно.

Тут дело в том, что слейвы (STM8S) маленькие, места мало. И они должны быть максимально дешевые.

Вообще не понятно такое стремление питать контроллеры от разных источников. Если STM8 работает от 3,3 то почему бы его и не питать также от 3,3?

На слейвы (STM8S) поступает "универсальное" напряжение питания с DCDC или батареи, 3,2-4.2В. На слейвах от этого напряжения питается не только STM8S, но и другая периферия. Ток от 4.2В может быть до 1-2А. Чтобы питать слейвы от 3.3, это надо на каждом слейве LDO ставить, тоже удорожает и места мало на слейвах.

Да и потом аккумулятор ведь просядет до 3,2В как Вы сами говорили. Или у Вас STM8 работает только при подключенном Dc-DC?

Да, будет 3.2В. Но их не надо пропускать через LDO для какждого слейва.

---

1) Ну видно же, что выбросы изза позднего запирания ключа. Имеем порог отпирания Q3 (и запирания Х2) U= 2.5*(2.2k+1k)/2.2k =3,6В, где 2.5 -пороговое напряжение TL431. А батарейка у Вас 3,3В. Вот пока напряжение DC-DC растет от 3,3 до 3,6 ключ открыт и ток DC-DC сквозняком проходит через батарейку.

А чем чревато то, что в течении этих 20-50 мсек на батарейку будет подано 3.3-3.6В от DCDC? Для li-on это безопасно?

Сообщение отредактировал cg_shura - Jan 26 2015, 07:16

[Alexashka]

А чем чревато то, что в течении этих 20-50 мсек на батарейку будет подано 3.3-3.6В от DCDC? Для li-on это безопасно?

Этот источник с плавным нарастанием я привел лишь для примера, чтобы показать недостаток схемы. В реальном DC-DC может быть все совсем не так. Там нарастание может быть за пару мс.
Ограничение тока в источнике с одной стороны вроде бы и плюс, а с другой может сыграть злую шутку. Если аккум будет сильно разряжен и в момент включения внешний источник войдет в ограничение, то он может подзадержаться на этом этапе пока не подзарядит аккум до порогового напряжения Такая экстремально-быстрая зарядка для сильно-разряженных аккумуляторов очень нежелательна. С другой стороны если источник сдюжит, то он быстро проскочит опасный участок не успев навредить нашей батареи. Ведь для аккума важнее не макс.ток, а общий заряд, который успеет через него протечь.
Кстати по поводу источника. Вы какой собираетесь использовать? Если готовый например 5-вольтовый для USB зарядок, то это может быть дешевле чем городить какойто свой, особенный. Его же удобно использовать и для зарядки аккума.
Тогда я бы перестроил схему. Из 5В(+/-10%) простейшим стабилизатором на той же TL431 и транзисторе делаем нужное Вам 4В. А вход в режим стабилизации использовать как сигнал для закрывания Х2.
Не, так ерунда выходит. Нужно ставить второй TL431 который сработает ранее, при скажем 3,2В. Но тогда нужно гарантировать что наш стабилизатор обеспечит минимум 3,2В на своем выходе при полностью разряженном аккумуляторе. Вообщем я снова склоняюсь к варианту с компаратором.

[cg_shura]

Кстати по поводу источника. Вы какой собираетесь использовать? Если готовый например 5-вольтовый для USB зарядок, то это может быть дешевле чем городить какойто свой, особенный.

Сетевой адаптер 12В, там еще и реле будут 12-ти вольтовые, потому надо 12В. Плюс возможность питания от гелевого аккума (на морозе li-on не работает).

Опробовал еще один вариант с подавлением обратного тока, как предлагал smalcom

И вроде все работает как надо, может чего недосмотрел, гляньте пожалуйста.
 dc_or_bat.diode_and_mosfet.zip ( 7.35 килобайт ) Кол-во скачиваний: 53


Сообщение отредактировал cg_shura - Jan 26 2015, 10:55

[Alexashka]

Опробовал еще один вариант с подавлением обратного тока, как предлагал smalcom

Да это все тот же вариант, что вы предлагали в самом начале. Тот же повторитель, только в профиль. Попробуйте заменить Ваш Х4 двумя диодами и найти 7 отличий
Что мне особенно не нравится в этих схемах -у Вас пороговое полевиков постоянно? А на деле оно может меняться от 0,6 до 1,2 у первого и от 0,4 до 0,95 у второго.
И обратный ток по-моему не проблема: по цепи DC-DC шунтируете резистором на землю и вместо шоттки ставите обычный диод.
А почему литий не работает на холоде? У нас нормально работает (от -50).

Сетевой адаптер 12В

Так я Вас спрашиваю откуда у Вас 4,2 DC-DC появляется. И опятьже есть 12/5В конверторы спецом для авто-приложений