Controlador MOSFET o algo con una función similar para el interruptor MOSFET adosado de lado alto

Quiero suministrar un microcontrolador con 4 pilas alcalinas AA o mediante USB, siendo dominante la fuente USB. Es decir, cuando el USB está encendido, las baterías deben desconectarse. Para la ruta USB, tengo la intención de usar un diodo Schottky.

Para la ruta de la batería, inicialmente pensé en usar un IC "ORing" o uno de esos controladores "powerpath". El problema con la mayoría de los que he visto hasta ahora es que solo tienen un FET integrado, por lo que podría haber una corriente inversa fluyendo hacia la batería cuando las baterías caen por debajo del voltaje del USB y el voltaje directo del cuerpo del FET. diodo.

Quiero usar dos FET consecutivos con una fuente común, pero no estoy seguro de qué controlador sería adecuado.

Una forma en la que pensé sería usar un controlador MOSFET como MAX1614 y dejar que maneje dos FET. Pero el MAX1614 solo baja a 5V Vin, lo que sería demasiado alto. Algo así como 4V sería mejor para sacarle el máximo partido a las baterías. Vin está entre 4V y al menos> 7V, si es posible> 12V.

Pero la mayoría de los controladores que encuentro son para configuraciones bajas y algunos apenas superan los 5.5V.

Luego habría unos como el MAX5048 o el MAX15070 que bajan a 4V.

O podría usar un controlador ORing con FET externos, algo así como un LTC4412 o LTC4359 (parece que el 4359 es difícil de conseguir en Alemania) y luego usar el pin de habilitación para apagarlos cuando el voltaje del USB esté presente.

Traté de diseñar un circuito discreto con MOSFET y transistores, pero no funcionó muy bien, carezco de experiencia.

¿Alguien tiene consejos o ideas sobre un buen enfoque o circuitos integrados de controladores MOSFET alternativos?

Editar: esta era mi idea general para un circuito discreto, pero aún no elegí las partes adecuadas. Cuando simulo esto en LTSpice, obtengo un gran aumento de Vout cuando cambia de USB a Batt. (desde ~ 4.7V hasta 0V y de regreso a 4V) Creo que se necesita un capacitor de salida para evitar ese pico.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Creo que he lidiado con este problema exacto antes. Es un poco molesto porque VBATT puede ser más alto que VBUS. Si solo usa interruptores laterales altos PMOS, es posible que VBUS no sea lo suficientemente alto como para apagarlos y la batería puede agotarse. Aún así, esa podría ser tu mejor apuesta.
@mkeith Edité mi publicación original con el circuito discreto que se me ocurrió. Hasta ahora, las partes se eligen al azar, parece funcionar un poco, pero estoy seguro de que hay mucho que mejorar allí.
La forma en que lo hizo, con dos inversores de un solo transistor, definitivamente puede funcionar. Probablemente habría usado dos transistores NMOS (como BSS138) en lugar de un NPN y un PMOS. El problema de agregar esos transistores es que necesitará consumir algo de corriente de la batería para mantener encendidos los dos fetos PMOS consecutivos. Por lo tanto, tendrá una descarga constante de la batería. Puede deshacerse de Q1 y M3 y simplemente conectar directamente las puertas a V2 (USB). Eso es básicamente lo que hice en mi respuesta, a continuación.
Está alimentando el circuito con USB usando diodo y usando USB está habilitando/deshabilitando esa ruta de Baterías para Cargar. con revisión rápida, el circuito está bien. Pero, ¿está bien que alimente su circuito con caída de diodo y pérdida de energía en diodo con USB?

Respuestas (5)

Use este circuito, cuando el USB está activo, tomó energía del USB.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Creo que esto funcionará. El único inconveniente es que tal vez M1 y M2 se enciendan un poco cuando VBATT es alto, aunque VBUS esté presente. Esto podría hacer que las baterías se descarguen un poco. Dejarán de descargarse cuando el voltaje baje un poco. Esto se puede controlar parcialmente seleccionando M1 y M2 con una especie de rango medio Vgs(th).

Otra alternativa es un arreglo más complicado para cambiar las puertas de M1 y M2. Tal vez un búfer alimentado directamente desde VBAT, con VBUS como entrada. Esto podría asegurar que las puertas se apaguen por completo cuando VBUS esté presente.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

R1 solo está ahí para limitar la corriente de carga de la batería en caso de que M1 o M2 fallen. No quieres cargar pilas alcalinas. Podrías aumentarlo hasta 100k si quieres. O incluso 1M.

Con una simulación rápida, este tipo de circuito debería funcionar. Los FET tardan un poco en abrirse después de que desaparece el voltaje del USB, por lo que necesita un capacitor a granel para ofrecer corriente durante ese tiempo.

Asegúrese de que el P-FET conduce con 5 V V_GS

Puede consultar las puntas TI 22860. Es un interruptor lateral alto integrado de baja fuga. Ate la entrada al USB +5VDC a través de una resistencia. También es bastante barato.

Rutinariamente hago esto con el uso de una fuente de alimentación/regulador aislado que alimenta un controlador de compuerta de lado bajo (cualquier método de controlador de compuerta de lado bajo funcionará... nada especial aquí) con un optoacoplador para hacer flotar la señal de control al controlador de compuerta ahora flotante .

Controlador MOSFET o algo con una función similar para el interruptor MOSFET adosado de lado alto
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