Schaltnetzteil-Umkehrschutzschaltung

Ich habe bereits einen Abwärtsregler basierend auf dem LM3671 ( https://github.com/volium/PowerSupply_lm3671 ) "entworfen" (eher dem Referenzdesign von TI gefolgt) und war mit den Ergebnissen sehr zufrieden, die Welligkeit ist gut für meine Bedürfnisse und 600 mA sind mehr als genug für meine Anwendung (einfaches MCU/LCD-Projekt).

Das Design basiert auf 5 V (USB VBUS) bis 3,3 Volt, siehe folgendes Schema:

Aktuelles LM3671-Design ohne Rückfahrschutz

Ich habe jedoch bereits mindestens einen der LM3671 getötet, die ich hatte, weil ich den Programmierer / Debugger, der auch 3,3 Volt liefert, an dasselbe Netz angeschlossen hatte, und nachdem ich mich umgesehen hatte, fand ich tatsächlich die Bewertung "Absolute Maximum" für die SW und FB-Pins sind VIN + 0,2 V. (Ich habe diese spezifische Information im Adafruit-Forum für ihren LM3671-Regler gefunden.)

In Anbetracht dessen weiß ich, dass ich entweder:

A. Entfernen Sie den 3,3-V-Eingangsstift vom Programmiergerät

B. Fügen Sie einige Schaltungen hinzu, um zu verhindern, dass das +3,3-V-Hauptnetz (eigentlich der SW-Pin des LM3671) die vom Programmierer/Debugger bereitgestellten +3,3 V sieht, basierend auf einigen FETs?

Ich weiß, a) ist die einfachste, aber meiner Meinung nach nicht die beste Option, da ich die Teile irgendwann programmieren möchte, ohne die Hauptstromversorgung (über USB) anschließen zu müssen. Und b) , nun, ich weiß wirklich nicht, wie ich b) implementieren soll .

Ich schätze die Hilfe wirklich sehr.

Ich nehme an, der USB-Anschluss ist nicht angeschlossen, wenn Sie den Programmierer anschließen?
Gibt es in Ihrem Design auch Dinge auf der Vcc-Schiene?
Ja, ich denke, das Hauptproblem tritt auf, wenn der Haupt-USB-Anschluss nicht angeschlossen ist (weil die oben beschriebene Regel „SW- und FB-Pins sind VIN + 0,2 V“ verletzt wird); Ich möchte jedoch in der Lage sein, beim Debuggen beide angeschlossen zu haben, damit ich den Haupt-USB nicht anschließen/trennen muss. Außerdem hat dieses aktuelle Design eine einzelne RGB-LED, die an der VCC-Schiene hängt, aber ich würde nicht erwarten (oder mich darum kümmern), dass sie funktioniert, während die Haupt-MCU programmiert wird. Ich denke, ich kann dies als parallele Stromversorgung behandeln, ich weiß nur nicht, wie ich das machen soll. Danke noch einmal.

Antworten (2)

Verpolungsschutz für Regler ist einfacher als es klingt, aber USB macht es schwieriger

Glücklicherweise ist Ihr Problem (Ihr Regler mag es nicht, bei ausgeschaltetem Eingang mit Strom versorgt zu werden) tatsächlich einfach zu lösen, wenn auch nicht so einfach, wie es zunächst aussieht. Auf den ersten Blick würde man meinen, eine Diode vom Ausgang zum Eingang des Reglers würde das Problem lösen, und Sie haben fast Recht:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Die Tatsache, dass wir es mit einem USB-betriebenen Gerät zu tun haben, macht dies jedoch etwas schwieriger. Sie sehen, eine der vielen Regeln in der USB-Spezifikation ist, dass Geräte niemals Strom auf ihre „Upstream“-USB-Verbindung zurückspeisen dürfen. Tatsächlich können einige USB-Hosts durch Backfeed beschädigt oder verwirrt werden .

Wir müssen also eine weitere Diode einwerfen, um sicherzustellen, dass einem ausgeschalteten USB-Host nichts Schlimmes passiert, wenn das Board vom Programmier-Dongle mit Strom versorgt wird:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung

Mit der zusätzlichen Diode darin ist der Regler jetzt sicher davor, "rückwärts" eingeschaltet zu werden, und das Einschalten "rückwärts" führt auch nicht zu einer Rückspeisung des USB-Anschlusses.

Wow, vielen Dank für die ausführliche Antwort und dass Sie sich die Zeit genommen haben, die Dinge so ausführlich zu erklären. Ich werde wahrscheinlich Ihre Schaltung implementieren, aber ich werde mir auch ideale Dioden wie von @next-hack vorgeschlagen ansehen. Danke noch einmal!

Ich würde eine "ideale Diode" / einen FET-Controller oder einen Hot-Swap-IC zwischen dem Ausgang Ihres Schalt-ICs und dem 3,3-Signal am Anschluss verwenden. Sie verfügen typischerweise über einen Rückstromschutz und einen geringen Spannungsabfall.

Als Beispiel (ich habe mir die Spezifikationen Ihres Systems nicht angesehen): http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps25200.pdf

Es gibt viele andere (suchen Sie einfach nach "Hot Swap" oder "Ideal Diode" auf Mouser oder Digikey), die mit Sicherheit Ihren Anforderungen entsprechen.

BEARBEITUNGEN: Wenn Sie TPS25200 verwenden, müssen Sie natürlich das EN-Signal an USB 5V anschließen. Denken Sie auch daran, einen Widerstand zwischen 5 V und Masse zu setzen, um den Eingangskondensator zu entladen.

Ich würde das eigentlich nicht tun - es sind mehr Kosten für keinen Gewinn und ein potenzielles Verlustrisiko, da die Vcc-Domäne ausgeschaltet ist, während die 3v3-Domäne eingeschaltet ist.
Vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben, eine Lösung anzubieten. Ich werde mich mit dem tps25200 befassen und mich wieder melden.
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