Controlador mosfet ORing con capacidad para apagar la carga

Mi sistema funciona con un adaptador de pared y una batería SLA de respaldo.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Dado que el voltaje del adaptador de pared es más alto que el SLA, hice OR para que la batería se use solo cuando la pared no esté disponible. En caso de que la pared no esté disponible y la batería esté descargada, me gustaría desconectar la batería de la carga para evitar una mayor descarga. Simplemente podría colocar un interruptor lateral alto antes del diodo ORing, sin embargo, pensé que usar un controlador mosfet ORing sería más inteligente ya que puede hacer el ORing con mayor eficiencia y actuar como un interruptor al mismo tiempo (¡ganar ganar!).

Encontré el controlador TPS2419 ORing con enable y LM5050 . El pin de habilitación en estos controladores me permite apagar el N-mosfet del lado alto, pero para mi sorpresa, esto no desconecta la carga ya que el mosfet está conectado de tal manera que el diodo de su cuerpo conducirá (vea la figura a continuación). Todos los demás controladores ORing que he visto también usan la misma configuración. La hoja de datos del LM5050 incluso menciona que la corriente seguirá conduciendo cuando el mosfet externo esté apagado.Configuración de Mosfet externo LM5050

También he examinado los circuitos integrados multiplexores de potencia, pero están clasificados para voltajes más bajos.

Mi pregunta es, ¿es posible usar el mosfet ORing como interruptor de carga? Si no, ¿por qué el mosfet está conectado de esa manera y cuál es el propósito del pin de habilitación?

Respuestas (2)

Es similar al controlador de diodos ideal de LT (LTC4359). Si el voltaje de carga está por encima del voltaje Vin, entonces el diodo intrínseco del MOSFET no conducirá. Si quieres un interruptor + diodo ideal, entonces tienes que poner dos transitores.ingrese la descripción de la imagen aquí

Parece que los dos mosfets consecutivos son la solución que estoy buscando, pero para cualquiera que busque implementar esto, los chips TI no se pueden usar en esta configuración de acuerdo con este hilo, también explica por qué el LTC4359 es 3 veces más caro.
Por suerte hay una placa LTC4359, fabricada en china, en ebay y otros. En caso de que quiera experimentar, lamentablemente es solo hasta 15A. También encontré otra compañía que vende diodo ideal (sin segundo transistor) con MOSFET mucho más grande, 40V 600A. Parece que el LTC4359 también puede conducir MOSFET con carga de puerta más grande (¿o dos más pequeños?). En mi opinión, debe usar MOSFET con clasificación de avalancha, solo en caso de un gran pulso de voltaje de retroceso.

El punto aquí es que el MOSFET no se usa como un interruptor, sino como un diodo "ideal" (voltaje directo casi nulo). Esto se logra operando el MOSFET en modo inverso.

Si simplemente usara un diodo normal en lugar de un MOSFET de funcionamiento inverso, obtendría una caída de voltaje no deseada y una disipación de potencia (potencialmente alta) en ese diodo.

Puede evitar eso utilizando un MOSFET de operación inversa como un diodo "ideal", compensando la complejidad por el rendimiento. Pero los fundamentos de funcionamiento del circuito serán los mismos: diodo ORing de las fuentes de alimentación .

La clave para comprender lo que sucede aquí es el hecho de que el canal de conducción no tiene ninguna polaridad intrínseca , actúa como un cortocircuito (camino de baja resistencia) que podemos controlar.

Ahora recuerde que el canal de conducción se desvía con el diodo del cuerpo del MOSFET. Entonces, podemos aprovechar esto para construir un controlador (y TI, Linear y muchos otros lo hicieron) como el LM5050, que monitorea los voltajes de drenaje y fuente del MOSFET y elige cuándo cortocircuitar el diodo del cuerpo o cuándo salir . hace su "papel de diodo" . De esta manera, se puede sintetizar un diodo "ideal" porque podemos obtener el voltaje directo efectivo tan cerca de cero como sea necesario (o tanto como sea práctico para hacerlo).

Buena explicación del concepto, ahora estoy convencido de que el mosfet no se puede usar en la otra polaridad ya que el diodo de su cuerpo estaría polarizado hacia adelante y permitiría que la corriente regrese a la batería (fuente de energía). Debería haber notado esto antes.
Controlador mosfet ORing con capacidad para apagar la carga
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v