Conmutación entre fuentes de alimentación - USB dominante

Estoy tratando de crear un registrador de datos. Quiero que el registrador de datos pueda funcionar en 2 modos.

  1. Modo de banco (alimentado por USB de 5 V)
  2. Modo de campo (alimentación externa 3,3 - 12 V)

El modo de banco está activo siempre que se suministre energía al puerto USB. En el otro caso, el modo de campo está activo. Quiero esto porque el registrador de datos se usará en proyectos alimentados por batería y no quiero que el registrador de datos se extraiga del proyecto host si puede obtener su energía del USB.

Básicamente, quiero crear un multiplexor de potencia que apague la fuente de alimentación externa cada vez que se suministre alimentación USB.

La hoja de datos del microcontrolador que planeo usar proporcionó el siguiente esquema.

Alimentación dual USB, alimentación propia dominante

El tú de trabajo es exactamente lo contrario de lo que tenía en mente, así que traté de ajustarlo. Sé que esto debería funcionar siempre que la fuente de alimentación externa sea inferior a 6-7 V, pero ¿qué pasa con los voltajes más altos?

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Nota: Solo un ejemplo.

Cualquiera de las configuraciones debe tener un consumo de corriente lo más bajo posible y una huella pequeña.

He visto muchos temas relacionados con esto pero no me han dado la respuesta de como hacerlo.

Entonces mi(s) pregunta(s):

  1. ¿Es posible?
  2. ¿Cómo puedo apagar una fuente de alimentación de 3,3 V - 12 V usando una fuente de alimentación USB?
  3. ¿Cómo determinar los valores necesarios de resistencia/condensador?
  4. ¿Qué piezas recomendarías?

tú ORing es una opción que no impide que mi circuito (detrás del LDO) se extraiga del proyecto anfitrión.

También entiendo las restricciones establecidas por el estándar USB.

Probablemente debería usar MOSFET en lugar de BJT, pero me pregunto si esto funcionaría.

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simular este circuito

Respuestas (3)

Si no le importa obtener y usar un IC dedicado para la tarea y está dispuesto a sacrificar un poco de espacio en la placa, puede poner un LTC4417 a trabajar en este trabajo, siguiendo las líneas del circuito a continuación. Sin embargo, tendrá que modificar los valores para que se ajusten: hice un "corte preliminar" en el procedimiento de la hoja de datos para aplicar este chip, pero querrá pasar por el procedimiento de aplicación de la hoja de datos usted mismo para asegurarse de que está obteniendo cosas como las corrientes de entrada y la caída del riel de voltaje a la derecha.

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simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

La buena noticia con esta solución es que no puede hacer algo tonto sin darse cuenta, como volver a encender el puerto USB, y se encarga de todo ese negocio de priorización por usted (el IC siempre prioriza V1 sobre V2 cuando ambos están funcionando).

Llego un poco tarde, pero si no está usando el tercer canal, le recomiendo usar el LTC4418, que es el equivalente de dos canales.

Casi, excepto que podría violar la parte de la especificación USB sobre nunca, nunca, retroalimentar el bus por ningún motivo, nunca. (Énfasis agregado, pero entiende el punto) Hay una ruta potencial desde la batería de 12 V, a través de Q1 y R2, hacia el enchufe USB. No sé qué sucede si lo vuelve a encender, pero sospecho que el lado del host no puede absorber energía (es más barato hacerlo de esa manera) y, por lo tanto, podría terminar con un sistema USB local que se ejecuta en cualquier cosa desde 5V a 12V dependiendo de R2 y cualquier otra cosa que esté conectada a otros puertos USB. Por cierto, a los dispositivos de 5V generalmente no les gustan los de 12V. :-)

Dos formas de resolver esto son:

  1. Agregue un búfer/cambiador de nivel entre la alimentación USB y el apagado de la batería. Un diodo no hará lo que usted quiere debido al problema del motor de 5V-MCU-conducción-12V que aparece en probablemente cientos de preguntas por ahora.
  2. Use algunas E/S de repuesto si las tiene y haga este trabajo en el software.

La forma más fácil es usar un diodo Schottky en cada entrada, por lo que está haciendo OR en las entradas de alimentación. La salida de esto alimenta un LDO, que luego alimenta su MCU. Asegúrese de que el LDO pueda tomar como entrada cualquier voltaje que pueda encontrar.

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simule este circuito : esquema creado con CircuitLab Tenga en cuenta que este esquema omite la conexión a tierra LDO y los tipos de diodos no son correctos. Primera vez que uso CircuitLab.

Un ejemplo de un Schottky que he usado es Diodes Inc B320-13-F, tiene un Vf de 0.39V @ 1.0A. Pero cualquiera servirá. Un LDO económico es el TI LP2992 o el TI TLV1117-33. Pero la parte TLV tiene un voltaje de caída mucho más alto. Hay muchos de cada uno, pero al menos estos lo guiarán en la dirección correcta.

Esto no funciona para una batería> 5V. La energía USB necesita prioridad
VCC_USB es 5V; VCC_BATTERY es típicamente 3V-3.6V. Por lo tanto, USB tendrá prioridad siempre que VCC_USB > (VCC_BATTERY + Vf of D1)
El suministro secundario se ha especificado para ser 3V-12V