Circuito de protección de conducción inversa de fuente de alimentación conmutada

Ya "diseñé" (más bien seguí el diseño de referencia de TI) un regulador reductor basado en el LM3671 ( https://github.com/volium/PowerSupply_lm3671 ) y estoy muy contento con los resultados, la ondulación es buena para mis necesidades y 600 mA es más que suficiente para mi aplicación (proyecto simple relacionado con MCU/LCD).

El diseño está basado en 5v (USB VBUS) a 3.3 voltios, ver siguiente esquema:

Diseño actual LM3671 sin protección de marcha atrás

Sin embargo, ya eliminé al menos uno de los LM3671 que tenía porque conecté el programador/depurador, que también proporciona 3.3 voltios a la misma red, y después de mirar encontré que efectivamente, la clasificación "Máxima absoluta" para el SW y Los pines FB son VIN + 0.2v. (Encontré esa información específica en el foro de Adafruit para su regulador LM3671)

Entonces, con todo esto en mente, sé que debería:

a. Retire el pin de entrada de 3.3V del programador

b. ¿Agregue algunos circuitos para evitar que la red principal de +3,3 V (en realidad, el pin SW del LM3671) vea los +3,3 V proporcionados por el programador/depurador, según algunos FET?

Sé que a) es la opción más fácil, pero no la mejor en mi opinión, ya que me gustaría poder programar las partes eventualmente sin tener que conectar la fuente de alimentación principal (a través de USB). Y b) , bueno, realmente no sé cómo implementar b) .

Realmente aprecio mucho la ayuda.

Supongo que el puerto USB no está conectado cuando conectas el programador.
Además, ¿hay cosas en el riel Vcc en su diseño?
Sí, creo que el problema principal ocurre cuando el puerto USB principal no está conectado (porque se está violando la regla descrita anteriormente, "los pines SW y FB son VIN + 0.2v"); sin embargo, me gustaría poder tener ambos conectados cuando estoy depurando, para no tener que conectar/desconectar el USB principal. Además, este diseño actual tiene un solo LED RGB que cuelga del riel VCC, pero no esperaría (ni me importaría) que sea funcional mientras se programa la MCU principal. Creo que puedo tratar esto como una fuente de alimentación paralela, pero no sé cómo hacerlo. Gracias de nuevo.

Respuestas (2)

La protección inversa para reguladores es más fácil de lo que parece, pero USB lo hace más difícil

Afortunadamente, su problema (a su regulador no le gusta que lo retroalimenten con su entrada apagada) es realmente fácil de resolver, aunque no tan fácil como parece inicialmente. A primera vista, pensaría que un diodo de salida a entrada del regulador resolvería el problema, y ​​casi tiene razón:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Sin embargo, el hecho de que estemos tratando con un dispositivo alimentado por USB hace que esto sea un poco más difícil. Verá, una de las muchas reglas en la especificación USB es que los dispositivos nunca deben retroalimentar la energía en su conexión USB "ascendente". De hecho, algunos hosts USB pueden resultar dañados o confusos por la retroalimentación .

Por lo tanto, debemos agregar otro diodo para asegurarnos de que no le suceda nada malo a un host USB apagado si la placa está siendo alimentada por el dongle de programación:

esquemático

simular este circuito

Con el diodo adicional allí, ahora el regulador está a salvo de que se encienda "al revés" y encenderlo "al revés" tampoco retroalimentará el puerto USB.

Wow, muchas gracias por la respuesta detallada y por tomarse el tiempo para explicar las cosas tan detalladamente. Probablemente iré e implementaré su circuito, pero también echaré un vistazo a los diodos ideales como sugirió @next-hack. ¡Gracias de nuevo!

Yo usaría un controlador FET de "diodo ideal"/or-ing o un IC de intercambio en caliente entre la salida de su IC de conmutación y la señal 3.3 en el conector. Por lo general, cuentan con protección contra corriente inversa y caída de voltaje bajo.

Como ejemplo (no miré las especificaciones de su sistema): http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps25200.pdf

Hay muchos otros (solo busque "intercambio en caliente" o "diodo ideal" en mouser o digikey) que seguramente se adaptarán a sus necesidades.

EDICIONES: Por supuesto, si usa TPS25200, debe conectar la señal EN al USB 5V. Recuerde también poner una resistencia entre 5V y tierra para descargar el condensador de entrada.

En realidad, no haría esto: es más costoso sin ganancia y existe la posibilidad de perder debido a que el dominio Vcc está apagado mientras el dominio 3v3 está encendido.
Gracias por tomarse el tiempo para ofrecer una solución, comenzaré a investigar el tps25200 y le informaré.
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