Administrar corrientes inversas usando MOSFET

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Estoy planeando usar un chip con dos pines de salida de 5V para suministrar energía a dos sistemas: una MCU (attiny85, voltaje operativo: ~ 2V - ~ 5V) y un dispositivo USB (corriente de entrada: 3A). Además de eso, tendré una fuente de entrada alternativa de 5.3V para alimentar estos sistemas.

Creo que los pines de 5 V del chip deberán protegerse del flujo de corriente cuando la fuente alternativa esté activa. Creo que tal vez podría usar dos conjuntos de MOSFET y dos diodos Schottky para los circuitos requeridos. El diodo probablemente tendrá una caída de voltaje de 300 mA - 400 mA, por lo que la fuente alternativa se incrementa a 5.3 V para adaptarse a las caídas de voltaje.

Soy muy nuevo en el diseño de circuitos de transistores, así que por favor tengan paciencia conmigo. ¿Es el siguiente un buen circuito para la tarea? Estoy pensando en usar Si2305CDS , que acabo de encontrar en Digikey y parece tener el derecho Vgs.

Agreguéun100racadacompuertayun1MaGNDsiguiendo esta respuesta . La idea es bloquear el flujo de corriente en PIN 1 y PIN 2 cuando VDD está activo. ¿Es este el circuito completo requerido? ¿Hay cosas que uno debería tener en cuenta?

Cualquier consejo será muy apreciado.

Gracias

EDITAR: MOSFETS fijos. Gracias a @mkeith.

    
pregunta Kar

2 respuestas

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Es necesario volver para respaldar las conexiones MOSFET. Sugiero el diagrama adjunto. Debe usar MOSFET de nivel lógico.

Discutamos solo la primera salida. El segundo es similar.

Consideremos todos los 4 casos.

  1. 5Vin_1 desactivado (abierto), SW1 activado: Las puertas de M2 y M1 están a 5.3V. Las fuentes de M1 y M2 están a 4.2 V (5.3 V menos la caída hacia adelante de D1 y la caída hacia delante del diodo corporal de M1, es decir, 5.3 V - 0.4 V - 0.7 V). M1 y M2 están apagados. Out_1 es 4.9V. No hay corriente de retorno a 5Vin_1.
  2. 5Vin_1 en, SW1 en: Las puertas de M2 y M1 están a 5.3V. Las fuentes de M1 y M2 están a 4.3V (5V menos el diodo delantero del cuerpo de M2). El diodo del cuerpo de M1 está apagado. Aún así, no hay corriente de retorno a 5Vin_1.
  3. 5Vin_1 desactivado (abierto), SW1 desactivado: todo el circuito está sin alimentación.
  4. 5Vin_1 activado, SW1 desactivado: R1 lleva las puertas a 0. Inicialmente, el diodo del cuerpo de M2 llevará las fuentes de M2 y M1 a 4.3V. Debido a que ahora VGS = -4.3V (uno debería usar MOSFET de nivel lógico), entonces M1 y M2 se encenderán. (Y ahora, dado que RDSon es pequeño, Vs se lleva a 5V, por lo tanto, Vgs se convierte en -5V). D1 está desactivado.

También deben comprobarse las transiciones entre estados activados (es decir, cuando inserta otra fuente de alimentación, cuando la otra ya está activa).

SW1 ON - > OFF transición (con 5Vin_1 presente) Las puertas de M1 y M2 se llevan a 0. Luego, los MOSFET comienzan a conducir siguiendo el punto 4 de la lista anterior.

SW1 OFF - > ON transición (con 5Vin_1 presente) Las puertas de M1 y M2 se llevan a 5.3. Entonces los MOSFET eventualmente se apagarán. Solo los diodos del cuerpo pueden conducir, pero eventualmente volveremos al caso 2.

SW1 ENCENDIDO. 5Vin_1 estaba abierto, luego está conectado Las puertas de M1 y M2 ya están en 5.3. El MOSFET permanece apagado. La inserción del 5Vin_1 solo llevará la fuente (a través del diodo del cuerpo de M2) a un voltaje ligeramente mayor.

SW1 ENCENDIDO. Se conectó 5Vin_1, luego se elimina Las puertas de M1 y M2 ya están en 5.3. El MOSFET permanece apagado. La eliminación de 5Vin_1, eventualmente llevará el voltaje de la fuente a 4.2V (debido a las corrientes de fuga). No hay problema.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el next-hack
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Si va a utilizar un interruptor mecánico de todos modos , este es simple y barato. Ambos suministros estarán aislados mecánicamente.

Sideseauncircuitoeléctrico,ysiestásegurodequeelsuministrode5.3Vsiempreserámayorque(Pin1-Vf(diodo)-Vf(schottky))yPin1&ElsuministrodePin2noseráinferiora(5.3V-Vf(diodo)-Vf(schottky)),entoncespuedeusarestecircuitobasadoendiodo.Solonecesitausarundiodoconunacaídadevotlagealta.YSchottkynoestanútilenesecaso.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Si no, la respuesta de @ next-hack's es la solución.

    
respondido por el Shantanu Gupta

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