Cambio entre dos fuentes de alimentación

Hay chips dedicados que puedes obtener que harán esto, pero hacerlo con partes discretas se vería así:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Todos los números de pieza son los predeterminados en lugar de las piezas recomendadas.

Sin el USB desconectado, R1 garantiza que M3 esté apagado. R5 apaga M2 y R2 enciende M1. El resultado final es que la salida está conectada a la batería.

Con USB alimentado M3 se enciende. Esto empuja la compuerta de M2 hacia abajo, activándola, que a su vez tira de la compuerta de M1 hacia arriba y la apaga. Luego, la energía fluye a través de D1 (que debería ser un diodo schottky) y hacia la salida.

D1 también protege al USB del exceso de voltaje, mientras que el voltaje en C1 cae a los niveles de USB. Tenga en cuenta que si la batería está bajo el voltaje del USB, entonces el diodo del cuerpo de M1 suministrará energía a la batería. Esto está fuera de su rango operativo establecido, pero si es posible, agregue un diodo para evitarlo.

C1 debe ser lo suficientemente grande como para evitar que la tensión de salida disminuya demasiado durante el cambio.

Y ahora espero que todos los demás señalen los problemas con este circuito (o indiquen cómo hacerlo con la mitad de las partes) ya que estoy seguro de que he pasado por alto algo ...

La forma más sencilla en que puedo pensar utiliza 3 partes. Una CPC1117N , una resistencia y un diodo (por ejemplo, 1N5819).

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

El funcionamiento debe ser evidente: la presencia de la fuente USB de + 5V apaga la fuente de la batería de 9V y D2 evita que el USB +5 vuelva a alimentarse.

Este circuito no tiene disposiciones contra la caída de tensión en la entrada USB + 5 (por ejemplo, una entrada de 3 V podría apagar la batería y dejar solo 2,5 V en la salida). Si lo necesita, agregue un chip de supervisor de energía para cambiar el SSR. Un LM431 y dos resistencias funcionarían también.

Ese es el trabajo de los monitores de energía.

Puede comprar un circuito ya hecho que sea bastante inteligente al respecto, por ejemplo, el LTC4412, que garantizará bajos transitorios de conmutación, etc.

O puedes construir esto tú mismo, como dijiste, a partir de MOSFETs. En principio, sí, uno o dos pueden ser suficientes, si tiene unos pocos diodos de repuesto para garantizar unas pocas caídas de voltaje y evitar que la corriente fluya al puerto USB.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

La desventaja de esto es que el funcionamiento de la batería desperdicia energía al dejar caer la tensión sobre D2, pero eso es necesario para garantizar que el V_GS de M3 sea siempre positivo cuando V_G = V_Bat, incluso cuando hay una caída de alto voltaje en la carga.

Puede construir una versión más elegante de este circuito esencialmente empleando la ideología de CMOS, pero lógicamente, no construiría nada diferente a dos circuitos lógicos: uno que conduce la energía de la batería si (no es el voltaje del USB), y uno que conduce la alimentación desde USB si (voltaje de USB).