Conmutación entre dos fuentes de alimentación

Estoy diseñando un circuito, que puede usar 5V de USB o un voltaje más alto (7-12V) de una batería. Si ambas fuentes de alimentación están conectadas al mismo tiempo, quiero algún tipo de interruptor eléctrico que desconecte la batería y alimente el circuito solo desde el USB de 5V. Pero el circuito aún tiene que funcionar, cuando solo una de las fuentes está presente. Traté de diseñar un interruptor usando dos mosfets, pero no pude encontrar un circuito que funcionara.

¿Se puede construir un circuito de este tipo usando solo dos mosfets? Además, no te preocupes por la regulación de voltaje, eso está cuidado.

La forma más fácil es simplemente usar un diodo de cada fuente, seleccionarán la fuente más alta automáticamente.
@IanBland pero eso no cumple con el "si es posible, use el USB (que es más bajo)"
¿Está de acuerdo con tener circuitos integrados de control en su solución, o quiere algo que use solo partes de gominolas? Además, ¿tiene alguna preferencia con respecto a los paquetes de dispositivos? (es decir, sin SMD, solo paso grueso, solo ala de gaviota, sin orificio pasante o todo vale)

Respuestas (3)

Hay chips dedicados que puede obtener que harán esto, pero hacerlo con partes discretas se vería así:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Todos los números de pieza son los predeterminados en lugar de las piezas recomendadas.

Sin el USB desconectado, R1 asegura que M3 esté apagado. R5 apaga M2 y R2 enciende M1. El resultado final es que la salida está conectada a la batería.

Con alimentación USB M3 se enciende. Esto tira de la puerta de M2 ​​hacia abajo encendiéndola, lo que a su vez tira de la puerta de M1 hacia arriba y la apaga. Luego, la energía fluye a través de D1 (que debería ser un diodo schottky) y hacia la salida.

D1 también protege el USB del sobrevoltaje mientras que el voltaje en C1 cae a los niveles de USB. Tenga en cuenta que si la batería está bajo el voltaje USB, el diodo del cuerpo de M1 alimentará la batería. Esto está fuera de su rango operativo establecido, pero si es una posibilidad, agregue un diodo para evitarlo.

C1 debe ser lo suficientemente grande para evitar que el voltaje de salida caiga demasiado durante el cambio.

Y ahora espero a que todos me señalen los problemas de este circuito (o me indiquen cómo hacerlo con la mitad de las partes) ya que seguro que algo se me ha pasado por alto...

Gracias, esto es exactamente lo que necesito. Por cierto, ¿qué tipo de chip funcionaría para esta aplicación?
Lo sé, este es un hilo antiguo, pero busco algo como esto y veo un problema aquí, puede ser que alguien comente sobre esto. ¿Es cierto que si la alimentación USB está conectada y alimenta la carga, las resistencias en paralelo (M2+M3 están encendidas) agotan la batería al mismo tiempo?
Si la alimentación USB está encendida, M3 está encendido, lo que baja la compuerta de M2 ​​y la apaga. Entonces sí, R5 está agotando la batería cuando está conectado a la alimentación USB pero no R2. Sin embargo, esto representa un consumo de menos de 1 mA. Si eso es un problema, puede usar una resistencia de mayor valor.

La forma más sencilla que se me ocurre utiliza 3 partes. Un CPC1117N , una resistencia y un diodo (por ejemplo, 1N5819).

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

El funcionamiento debe ser evidente: la presencia de la fuente USB de +5 V apaga la fuente de la batería de 9 V y D2 evita la retroalimentación del USB +5.

Este circuito no tiene provisiones contra caídas de voltaje en la entrada USB+5 (por ejemplo, una entrada de 3V podría apagar la batería y dejar solo 2.5V en la salida). Si lo necesita, agregue un chip supervisor de energía para cambiar el SSR. Un LM431 y dos resistencias también funcionarían.

Gran circuito, aunque corriente de suministro limitada a 150 mA. Sugeriría que pueda obtener diodos VF más bajos para reemplazar el 1N5819 ... pruebe SB1245 o un SMD SS1P3L. También podría poner un zener 3v27 como el DDZ3V3ASF-7 en serie con R1 que cambiaría a aproximadamente 4,5 V en el USB.
Novato aquí, ¿está bien conectar el polo negativo de las baterías con USB GND? De lo contrario, ¿cómo debo cerrar el circuito de carga si la GND difiere entre las fuentes de alimentación?
@pbn Sí, el lado negativo de la batería está conectado a tierra, que está conectado a tierra USB.

Ese es el trabajo de los monitores de potencia.

Puede comprar un circuito listo para usar que sea bastante inteligente al respecto, por ejemplo, el LTC4412, que garantizará transitorios de conmutación bajos, etc.

O puede construirlo usted mismo, como dijo, a partir de MOSFET. En principio, sí, uno o dos podrían ser suficientes, si tiene algunos diodos de sobra para garantizar algunas caídas de voltaje y evitar que la corriente fluya hacia el puerto USB.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

La desventaja de esto es claramente que la operación desde la batería desperdicia energía al permitir que el voltaje caiga sobre D2, pero eso es necesario para garantizar que el V_GS de M3 sea siempre positivo cuando V_G = V_Bat, incluso cuando hay una caída de voltaje alta en la carga.

Puede construir una versión más elegante de este circuito esencialmente empleando la ideología CMOS, pero, lógicamente, no estaría construyendo nada diferente a dos circuitos lógicos: uno que conduce la energía de la batería si (no voltaje USB), y uno que conduce la energía desde USB si (voltaje USB).

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