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]

Все хорошо. но провалы остались. И это неизбежно, если мерять только напряжение внешнего питания. Почти. Можно сделать порог закрывания транзисторов строго равный минимальному напряжению батареи, скажем=3.0В, тогда при переключении на внешний источник ниже этого порога не провалимся. Но при полностью разряженном аккумуляторе (2-2,5В) будем иметь кратковременно сквозной ток через него и открытый ключ.
Вот вариант такой схемы:


Но можно пойти дальше, сравнивая напряжения обоих источников, т.е используем честный компаратор. Примерно так:


Однако зачем эти мучения, когда есть идеальные диоды типа LTC4413 ?
И еще -зачем Вам второй транзистор?

 DATA.rar ( 18.12 килобайт ) Кол-во скачиваний: 46

[cg_shura]

Все хорошо. но провалы остались. И это неизбежно, если мерять только напряжение внешнего питания. Почти. Можно сделать порог закрывания транзисторов строго равный минимальному напряжению батареи, скажем=3.0В, тогда при переключении на внешний источник ниже этого порога не провалимся. Но при полностью разряженном аккумуляторе (2-2,5В) будем иметь кратковременно сквозной ток через него и открытый ключ.

Спасибо. Только заметил выпады тока на аккумуляторе в момент переключения, не знаю не опасно ли это и насколько вредно для срока службы аккумулятора.

Но можно пойти дальше, сравнивая напряжения обоих источников, т.е используем честный компаратор.

С компаратором есть проблема при малой разнице значений (потребление от аккума при наличии DCDC), например когда DCDC 4.5В и BAT 4.2В.
DCDC выше 4.5В поднимать нельзя, на выходе надо получить не более ~4.2В.

Однако зачем эти мучения, когда есть идеальные диоды типа LTC4413 ?

LTC4413 и компания не подходит по стоимости.

И еще -зачем Вам второй транзистор?

Чтобы при малой разнице DCDC и BAT диод паразитный не начинал проводить и таким образом потреблять от аккума при наличии DCDC.

[Alexashka]

Спасибо. Только заметил выпады тока на аккумуляторе в момент переключения, не знаю не опасно ли это и насколько вредно для срока службы аккумулятора.

С компаратором есть проблема при малой разнице значений (потребление от аккума при наличии DCDC), например когда DCDC 4.5В и BAT 4.2В.
DCDC выше 4.5В поднимать нельзя, на выходе надо получить не более ~4.2В.

Чтобы при малой разнице DCDC и BAT диод паразитный не начинал проводить и таким образом потреблять от аккума при наличии DCDC.

1) Попробуйте уменьшить емкость С1. Если выбросы уменьшаются значит это просто броски при перезарядке С1, ничего страшного. Если не уменьшаются, значит надо слегка опустить порог выключения Х2 -для этого уменьшаем R3.
2) Какаято странная проблема, если устройство работает от 4,2 то оно должно работать и от 4,5. Но Вам виднее конечно. Однако если перекинуть вход компаратора с катода на анод D1, то все нормально даже при DC-DC=4,21
3) Тоже какаято надуманная проблема. DCDC либо выдает положенное ему напряжение, либо нет. В последнем случае это значит, что оно не исправно.

[cg_shura]

1) Попробуйте уменьшить емкость С1. Если выбросы уменьшаются значит это просто броски при перезарядке С1, ничего страшного. Если не уменьшаются, значит надо слегка опустить порог выключения Х2 -для этого уменьшаем R3.

Без С1 выбросов вообще нет. С С1 и R3 800R только положительные выбросы (потребление от аккума), это вроде не вредно для аккума.

2) Какаято странная проблема, если устройство работает от 4,2 то оно должно работать и от 4,5. Но Вам виднее конечно. Однако если перекинуть вход компаратора с катода на анод D1, то все нормально даже при DC-DC=4,21

Тут может тоже посоветуете, у меня 3.3-х вольтовый STM32 работает по SPI с 5-ти вольтовым STM8S. И 4.2В питание, а не 5В - для того чтобы обеспечить надежный минимальный уровень лог. единицы для STM8S. При 4.2В уровень лог. единицы для STM8S 4.2 * 0.7 = 2.94В, вроде нормальный зазор с 3.3В единицей от STM32. При 4.5В * 0.7 = 3.15В, уже близко к 3.3В, или 0.15В надежный зазор?

3) Тоже какаято надуманная проблема. DCDC либо выдает положенное ему напряжение, либо нет. В последнем случае это значит, что оно не исправно.

Да, DCDC выдает 4.5В в рамках своей погрешности стабилизации.

---

1) Попробуйте уменьшить емкость С1. Если выбросы уменьшаются значит это просто броски при перезарядке С1, ничего страшного. Если не уменьшаются, значит надо слегка опустить порог выключения Х2 -для этого уменьшаем R3.

Что-то не влияет номинал С1 на выбросы, одинаковы как с 0.1u, так и с 10u:

0.1u


10u


Сообщение отредактировал cg_shura - Jan 25 2015, 18:08

[Plain]

LTC4413 и компания не подходит по стоимости.

Сэкономьте на опте — купите мешок PMOS и делайте всё на двунаправленных ключах безо всяких диодов.

у меня 3.3-х вольтовый STM32 работает по SPI с 5-ти вольтовым STM8S. И 4.2В питание, а не 5В - для того чтобы обеспечить надежный минимальный уровень лог. единицы для STM8S. При 4.2В уровень лог. единицы для STM8S 4.2 * 0.7 = 2.94В, вроде нормальный зазор с 3.3В единицей от STM32. При 4.5В * 0.7 = 3.15В, уже близко к 3.3В, или 0.15В надежный зазор?

Надёжного здесь абсолютно ничего, Вы нарушаете все мыслимые требования производителей компонентов. Что может быть плохого от "нелогичных" уровней на входах, т.е. от сквозного тока КМОП-пары? Она просто выгорит в любой момент.

[cg_shura]

Сэкономьте на опте — купите мешок PMOS и делайте всё на двунаправленных ключах безо всяких диодов.

Что есть PMOS? В смысле, какие компоненты есть на этом принципе?

Надёжного здесь абсолютно ничего, Вы нарушаете все мыслимые требования производителей компонентов. Что может быть плохого от "нелогичных" уровней на входах, т.е. от сквозного тока КМОП-пары? Она просто выгорит в любой момент.

Так нелогичных нет. Все в рамках даташитов. В чем нарушение?
Вопрос только какой должен быть минимальный зазор для надежности:

При 4.2В уровень лог. единицы для STM8S 4.2 * 0.7 = 2.94В, вроде нормальный зазор с 3.3В единицей от STM32. При 4.5В * 0.7 = 3.15В, уже близко к 3.3В, или 0.15В надежный зазор?

---

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

Биполярный начинает работать от микротоков, в итоге воспринимает ток утечки. А тут с полевиком получается надо достаточно большой ток, чтобы создать падение на резисторе и открыть полевик. Вообщем с биполярным не работало нормально (в microcap).

Может и ересь, я в схемотехнике новичок.

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.

Как бы это дело промоделировать в microcup, непонятно как это задать в "Stepping".

И обратный ток по-моему не проблема: по цепи DC-DC шунтируете резистором на землю и вместо шоттки ставите обычный диод.

Это да, 1К на затворе уже достаточно шунтирует обратный ток диода. Правда провалы поболее, чем в схеме с дополнительным полевиком (при переключении с батареи на DCDC).

А почему литий не работает на холоде? У нас нормально работает (от -50).

Да? Практически не сталкивался, просто везде писано что при отрицательных температурах заряжать нельзя и еще емкость падает сильно при ниже нуля.

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

Да, но 12В нужны по любому.

Сообщение отредактировал cg_shura - Jan 26 2015, 15:55

[Alexashka]

Биполярный начинает работать от микротоков, в итоге воспринимает ток утечки. А тут с полевиком получается надо достаточно большой ток, чтобы создать падение на резисторе и открыть полевик. Вообщем с биполярным не работало нормально (в microcap).

Как бы это дело промоделировать в microcup, непонятно как это задать в "Stepping".

Это да, 1К на затворе уже достаточно шунтирует обратный ток диода. Правда провалы поболее, чем в схеме с дополнительным полевиком (при переключении с батареи на DCDC).

Да? Практически не сталкивался, просто везде писано что при отрицательных температурах заряжать нельзя и еще емкость падает сильно при ниже нуля.

Да, но 12В нужны по любому.

Странно, такие схемы сложные рисуете, шутя играетесь параметрами в Микрокап и говорите что не знаете как биполяр работает. Нормально все с биполяром работает, не так красиво конечно как с полевиком в плане температуры, но если биполяр можно компенсировать по температуре, то разброс Vgs у отдельных полевиков можно компенсировать только персональной подстройкой.
Повторюсь провалы определяются только заданным порогом срабатывания ключа. Вот например в схеме переключаем с полевика на диоды и видим одну и ту же картину. А потому что падение на полевике и диодах одинаковое.

Требования к температуре при заряде более строгие, чем при разряде, но тем не менее -20 допускает. Вот например

И опять же о способе получения 4,2 ни слова не сказано...