Cambio automático entre las fuentes de alimentación externas del bus de 5V y USB

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Estoy diseñando un dispositivo USB que puede ser alimentado por USB o una fuente de alimentación externa de 5V.

Cuando hay una fuente de alimentación externa de 5 V, el dispositivo debe recibir alimentación únicamente mediante esta fuente externa. De lo contrario, el dispositivo debe ser alimentado por el bus USB. En otras palabras, la fuente externa siempre debe tener prioridad , independientemente del nivel de voltaje en comparación con Vbus. Esto descarta las soluciones basadas en diodos.

Además, el dispositivo potencialmente consumirá bastante energía (varios amperios), por lo que se preferiría una solución basada en MOSFET. Cuando se consume mucha energía, se requiere el suministro externo.

Hasta ahora he encontrado solo un IC que parece hacer lo que quiero, el LTC4417 . Sin embargo, es bastante caro y admite hasta tres suministros, que es más de lo que necesito. ¿Alguien sabe de otros IC más simples (más baratos?)?

Se me ocurrió el siguiente circuito que parece funcionar en simulación, pero no estoy seguro de que funcione en la práctica . Por ejemplo, ¿es posible obtener una corriente de entrada de Vbus a Vext durante el período de transición? ¿Alguien sabe de un circuito más sencillo para cambiar de manera segura entre las dos fuentes de alimentación?

    
pregunta joh

2 respuestas

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Por favor verifique este circuito (no lo he simulado y he usado algunos mosfets aleatorios).

CASO I: VBUS-ON EXT5V-OFF: Tensión de SALIDA = VBUS - Vf (caída directa del diodo de D1, seleccione D1 con Vf bajo). R1 tirará del nodo de la Puerta de Q2 y Q3 a la tensión de SALIDA y los apagará, no fluirá energía a EXT5V.

SALIDA ~ VBUS

CASO II: VBUS-OFF EXT5V-ON: Tensión de SALIDA = EXT5V - Caída de Q2 y Q3 debido a Rdson. El voltaje en R2 apaga Q4 y enciende Q1. Q1 lleva los nodos de Q2 y Q3 Gate al potencial de GND y los enciende. D1 bloquea el flujo de energía a VBUS.

SALIDA ~ EXT5V

CASO III: VBUS, EXT5V-ON O enchufar EXT5V después de VBUS: En este escenario, el circuito dará prioridad a EXT5V sobre VBUS. El potencial en R2 cerrará la ruta VBUS y enciende la ruta Q2-Q3.

SALIDA ~ EXT5V

    
respondido por el Prji
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También debe asegurarse de que su dispositivo no reciba más corriente del USB que la negociada.

Cuando su dispositivo está conectado a USB, puede ser un adaptador de alimentación o una computadora host. En este último caso, su dispositivo no puede dibujar más de 100 mA hasta que se haya enumerado con éxito y el host haya activado una configuración de mayor potencia.

Iría con un microcontrolador USB minimalista que detecta las fuentes de energía disponibles, detecta la resistencia en las líneas de datos para reconocer los adaptadores de energía, negocia con el host si es necesario y luego activa o desactiva las funciones del dispositivo según sea necesario.

Tenga en cuenta que su dispositivo necesita manejar el retorno a la alimentación USB correctamente, sin sobrecargar temporalmente el puerto USB en el host. El escenario de falla es el dispositivo conectado a una computadora portátil con alimentación de batería y la fuente de alimentación externa al mismo tiempo. y se está produciendo un corte de energía.

    
respondido por el Simon Richter

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