USB y fuente de alimentación de 12 V simultáneamente - ¿Diodo?

Actualmente estoy diseñando un circuito (bastante fácil), que funciona con una fuente de alimentación ordinaria de 12V. Para flashear el µC incrustado y/o obtener una salida de depuración, utilizo una interfaz USB-UART integrada.

Para que el circuito sea programable incluso cuando no esté conectado a 12v, quiero alimentar el circuito a través de USB.

Por lo tanto, mi pregunta es si es seguro conectar USBVCC al riel de 12 V con un solo diodo (por ejemplo, 1N4148). La caída de voltaje en el diodo no es un problema en mi caso, ya que solo alimentan un LDO que requiere alrededor de 4V:Mi circuito planeado

La mayoría de los circuitos que vi en línea (por ejemplo, la fuente de alimentación Arduino UNO) usan OpAmp y FET para cambiar entre las fuentes de alimentación, pero según tengo entendido, el circuito que se muestra arriba debería hacer el trabajo, siempre que la caída de voltaje a través del diodo no sea problema.

Si el circuito sugerido está bien para usar, me gustaría obtener algunos consejos sobre cómo hacer que el circuito sea más seguro de usar. Si el diodo alguna vez falla, el circuito mataría el controlador USB de la computadora a la que está conectado (en el mejor de los casos) o incluso mataría a una computadora portátil xk $ completa.

Creo que un varistor de 5 V y un fusible adicional deberían ser una "seguridad adicional" (consulte el segundo circuito), pero ¿reaccionarían el varistor y el fusible lo suficientemente rápido como para proteger el controlador USB de daños?ingrese la descripción de la imagen aquí

(PD: Sí, tengo mayúsculas para el LDO, solo las dejé aquí por simplicidad)

Si su consumo de energía es muy bajo, entonces el 1N4148 podría ser apropiado. De lo contrario, debe elegir un diodo Schottky con la clasificación de corriente adecuada. Estos diodos tienen una caída de tensión directa más baja que los diodos de unión PN de silicio. Y se usan comúnmente en aplicaciones de energía por este motivo.

Respuestas (1)

En realidad, esto es bastante común, aunque también querrá un diodo en línea con su suministro de 12V. Se llama "subasta de diodos" en la industria de la electrónica de potencia y lo he visto utilizado en un sistema de potencia extremadamente alto (rango de megavatios) para cambiar entre fuentes de alimentación de CC redundantes de rango de kilovoltios.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

En mi opinión, el varistor debería ser suficiente como protección, aunque es posible que también desee considerar un diodo TVS. Solo será necesario durante el breve instante en que el diodo es conductor inverso, aunque puede no ser necesario. Cuando los 12V se conectan (y los 5V ya están allí), el diodo tarda un poco en comenzar a bloquearse (tiempo de recuperación inverso) y, por lo tanto, la línea de 5V verá una ráfaga de 12V, pero en realidad puede absorber eso ya que lo hará. ser eliminado rápidamente. Nunca está de más estar seguro con las protecciones.

También querrá asegurarse de que su regulador se comporte bien con el salto repentino a 12V. Podría producir un transitorio en la línea de 3.3V, dependiendo del tipo de regulador que esté utilizando. Los reguladores lineales AFAIK (como el 1117) suelen ser bastante buenos en esto, pero lo comprobaría de todos modos.

Gracias por su respuesta, comprobaré si el 1117 estará contento con estos saltos de voltaje. Entonces, ¿el diodo adicional evita que el circuito de 12v se 'alimente' a través de USB? Si el circuito nunca fuera alimentado únicamente desde usb, ¿no sería necesario? (¡Esa es solo una pregunta teórica para entender el por qué !)
Técnicamente sí, no necesitas el diodo de 12V. Sin embargo, creo que agrega flexibilidad ya que podría alimentarlo con voltajes inferiores a 5V si quisiera a través de la línea de 12V (con un LDO sería el rango de 3.6V-12V si usara un diodo schottky). Simplemente se siente incompleto omitirlo y si no está intentando reducir centavos en la producción en masa, no veo una razón para no tener la flexibilidad.
Sí, por supuesto, solo pedí entender cuál es el propósito de este diodo adicional. ¡Estoy totalmente de acuerdo contigo, que esta es la solución más limpia y flexible!
Otra posible razón para ponerlo allí es para que no retroalimente el circuito de suministro de 12V cuando el suministro de 12V está conectado a su dispositivo, pero el suministro de 12V en sí está apagado (es decir, desenchufado). A algunos suministros mal diseñados (o simplemente baratos) no les gustará mucho. Podría comenzar a extraer toneladas de corriente de su VBUS, según su diseño (o podría no hacer nada y comportarse bien).
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