Двусторонний ключ для питания
Для i3, мне понадобилась такая система: по умолчанию питание берется от батарейки, а когда пользователь подключает USB, прерыватель начинает питаться от USB. Вроде бы, просто. Но чем отключать батарейку? Первая мысль — mosfet'ом, конечно. К сожалению, у мосфетов есть паразитный внутренний диод, который портит всю малину. Вот смотрите:
Видно, что USB закорочен на батарейку, и тут выживет сильнейший :) Понятно, что это — плохой вариант. Именно для того чтобы увидеть такие моменты, я всегда изображаю паразитный диод в символе транзистора. Опустив свои поиски, покажу готовый результат:
Идея в том, что один транзисторы блокируют внутренние диоды друг друга. (транзисторы можно поставить и истоками друг к другу, схема все равно будет работать).
Такой ключ может проводить ток в обе стороны. Иногда это не желательно и нужна защита от переполюсовки, как в случае с i3. Если присмотреться, то видно, что левый транзистор играет роль управляемого «идеального диода», но, в отличии от него не проводит ток в обратном направлении, так как закрывается напряжением от USB.
В качестве примера, у нас будет кусок схемы питания i3, в котором используется этот ключ(напряжение батареек (2xAA) 2-3.5в, USB и внешнего выхода — 4.75-5.25в):
Итак, с ключом на Q1 и Q2 вы уже знакомы. По умолчанию, ключ закрыт. Когда пользователь нажимает кнопку B1, напряжение на затворе падает и ключ открывается. При подаче питания, запускается процессор, который открывает Q3 и таким образом, при отпускании кнопки, система не выключается. unidk очень удачно называл это «триггер на процессоре».
Через отдельный диод D1, питание от USB смешивается с питанием от батареек. Раздельные диоды для затвора и для подачи питания нужны для того, чтобы напряжение от батарейки само не закрывало свой-же ключ.
От чего сейчас питается прерыватель, он может узнать по напряжению VSupply. Если это напряжение меньше 4в, то это батарейка и можно мерить ее напряжение и экономить питание. Если больше — то это USB.
Эта статья навеяна тем, что недавно я встретил человека в местном магазине радиодеталей, который хотел сделать высоковольтный двунаправленный ключ. Собственно, эта статья и является ответом на его вопрос.
Видно, что USB закорочен на батарейку, и тут выживет сильнейший :) Понятно, что это — плохой вариант. Именно для того чтобы увидеть такие моменты, я всегда изображаю паразитный диод в символе транзистора. Опустив свои поиски, покажу готовый результат:
Идея в том, что один транзисторы блокируют внутренние диоды друг друга. (транзисторы можно поставить и истоками друг к другу, схема все равно будет работать).
Такой ключ может проводить ток в обе стороны. Иногда это не желательно и нужна защита от переполюсовки, как в случае с i3. Если присмотреться, то видно, что левый транзистор играет роль управляемого «идеального диода», но, в отличии от него не проводит ток в обратном направлении, так как закрывается напряжением от USB.
В качестве примера, у нас будет кусок схемы питания i3, в котором используется этот ключ(напряжение батареек (2xAA) 2-3.5в, USB и внешнего выхода — 4.75-5.25в):
Итак, с ключом на Q1 и Q2 вы уже знакомы. По умолчанию, ключ закрыт. Когда пользователь нажимает кнопку B1, напряжение на затворе падает и ключ открывается. При подаче питания, запускается процессор, который открывает Q3 и таким образом, при отпускании кнопки, система не выключается. unidk очень удачно называл это «триггер на процессоре».
Через отдельный диод D1, питание от USB смешивается с питанием от батареек. Раздельные диоды для затвора и для подачи питания нужны для того, чтобы напряжение от батарейки само не закрывало свой-же ключ.
От чего сейчас питается прерыватель, он может узнать по напряжению VSupply. Если это напряжение меньше 4в, то это батарейка и можно мерить ее напряжение и экономить питание. Если больше — то это USB.
Эта статья навеяна тем, что недавно я встретил человека в местном магазине радиодеталей, который хотел сделать высоковольтный двунаправленный ключ. Собственно, эта статья и является ответом на его вопрос.
26 комментариев
Я бы поставил всего 1 микросхему и не стал городить кучу дискретных элементов. О преимуществах такого решения даже писать нечего, т. к. перечислять долго.
А какую микросхему бы ты поставил?
Я бы поставил LTC4415 или LTC2952.
С enable тоже не выйдет: напряжение питания контроллера 3.3в, чтобы включить преобразователь на enable нужно подать 90% от питающего напряжения (при питании от USB это — 5в), 90% от 5 — это 4.5, контроллер просто не сможет работать в качестве «триггера». Можно конечно транзистор поставить для сдвига уровней, но это будет не проще, чем то, что сейчас.
LTC4415 или LTC2952 по 6$ — это очень жирно в качестве альтернативы копеечному транзистору.
На схеме на AD_DOCK_IN подается напряжение от внешнего зарядного устройства для силовых цепей ноутбука(дежурные цепи подключены отдельно)
— что такое i3 и где на него целиком глянуть, ибо:
— непонятно что за ключи Q4 и Q5 и диод D6 с питанием от USB и напряжение VSupply, на схеме в посте всё совершенно другое; винегрет какой-то.
Задача — пропускать на выход или 5V_POWER, или USB_POWER
В схеме i3 указанный недостаток «перевернут» в сторону батарейки. Транзисторы подперты питанием УСБ, но в случае если питание батарейки выше чем питание усб. То преобразователь будет питаться от батарейки, питание усб как можно увидеть защищено диодом D1.
А вот приведенная схема для ноутбука самая правильная на мой взгляд.
С оказавшимися под рукой IRLML5103 ключи полностью открываются лишь от 4В(а преобразователь сгорит при 5В...). У них хоть Gate threshold и стоит -1В, от 2В на каждом по вольту просаживается:)
У меня на них реализован софт-триггерный ключ, так что феты надо и одной шоткой не отделаешься.
Попробую 6402 найти или иже с ней в закромах… у них тресхолд в два раза меньше.