Cambio entre alimentación USB y batería alcalina única

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He leído muchas otras preguntas que abordan este tema, pero no estoy seguro de que alguna de ellas se aplique a mi situación.

Estoy diseñando un dispositivo que funcionará con un voltaje de suministro de 3.0-3.3V y no consumirá más de 40 mA cuando esté activo. Cuando el dispositivo está conectado a un puerto USB, debe extraer su energía del bus. Cuando no hay voltaje de bus presente, quiero que el dispositivo se alimente con una sola batería AAA de 1.5V incrementada hasta ~ 3.3V usando un convertidor de refuerzo como un TPS61097 o una TLV61225 .

No quiero simplemente un diodo, o los dos suministros juntos: cuando se conecta la alimentación USB, el convertidor de refuerzo no debe estar operativo y (idealmente) no debe extraerse corriente de la batería. Idealmente, la corriente del dispositivo en estado inactivo debería ser < 10µA, así que no quiero agregar otro chip "caro" como el LTC4412.

Creo que la respuesta correcta es ejecutar el voltaje de la batería a través de un MOSFET en modo de agotamiento que se apaga cuando el suministro de 5V USB está presente en la compuerta, pero tengo problemas para comprender algunos de estos conceptos, y No estoy seguro de cómo elegiría una pieza.

Entonces, mis preguntas son?

  • ¿Qué debo poner en lugar del signo de interrogación en el diagrama a continuación? Si es un MOSFET, ¿cómo puedo elegir la parte correcta?
  • Si uso un LDO para obtener 3.3V del bus USB, necesitaría colocarle un diodo de protección, ¿no?
  • Incluso si no hay corriente de entrada al convertidor boost, ¿todavía necesito un diodo de protección en su salida?

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta Matt Sarnoff

2 respuestas

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Los dos reguladores de impulso que ha enumerado tienen una entrada de EN . Esto se usa para habilitar o deshabilitar el regulador, y puede ser controlado de manera muy simple por la alimentación de entrada del USB:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

En el funcionamiento normal de la batería, R3 tira el pin EN hacia arriba, por lo que el regulador de refuerzo está habilitado. Cuando conecta la corriente USB, fluye a través de R1 y enciende Q1. esto tira a la baja. R2 se utiliza para garantizar que el Q1 se apague cuando no hay conexión USB, lo que permite que R3 vuelva a subir la EN.

Es posible que desee seguir manteniendo los dos diodos para evitar cualquier flujo de corriente a través del regulador que no esté actualmente en uso.

Nota: elegí las resistencias con figuras de parque de pelota. Es posible que deba ajustar ambos para asegurarse de que el pin EN obtiene los voltajes / corrientes correctos para activarse, y mantener su corriente de reposo a través de R3 lo más bajo posible mientras el USB esté conectado.

    
respondido por el Majenko
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Después de una cantidad decente de experimentación, me decidí por el convertidor de refuerzo MCP16251, ya que tiene una corriente de reposo baja, una desconexión real de la salida y un bajo costo.

Sin embargo, encontré que incluso con el pin de apagado bajado y R3 = 1MΩ, el consumo de corriente de la batería era de aproximadamente 2µA. Como idealmente no debería extraerse corriente de la batería cuando el dispositivo está alimentado por USB, usé un MOSFET de canal p (usé un Si2305DS, pero el FDN340P también parece ser una buena opción) como interruptor de carga, como se describe en este artículo .

Estoy usando un LDK220M36R LDO para regular el voltaje del bus USB a 3.6V, y un diodo Schottky 1SS367 conectado a su salida. El circuito parece funcionar correctamente sin un diodo en la salida del MCP16251.

    
respondido por el Matt Sarnoff

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