Wie schaltet man mit einem MOSFET richtig zwischen zwei Stromquellen um?

In unserer Anwendung kann unser Board +12 V von einer Adapterbuchse empfangen, wenn es im Standalone-Modus arbeitet. Diese 12 V werden in einen Schaltregler eingespeist, um eine 3,3-V-Versorgung zu erzeugen (in den folgenden Schaltplänen 3V3_2 genannt).

Die Platine kann auch über einen Randstecker mit einer Hostplatine verbunden werden, in diesem Fall sollten 3,3 V von der Hostplatine geliefert werden (in den folgenden Schaltplänen als 3V3_1 bezeichnet).

Was wir tun möchten, ist, dass, wenn der Benutzer eine Adapterbuchse einsteckt, wir möchten, dass die Platine automatisch den Ausgang des Schaltreglers verwendet. Wir verwenden eine Buchse mit einem Schalter. Der Schalter ist schwebend, wenn nichts eingesteckt ist, und auf Masse gezogen, wenn eine Adapterbuchse eingesteckt ist. (Das Schaltersignal ist Klemme 2 in den folgenden Schaltplänen)

Bitte werfen Sie einen Blick auf diese beiden Schaltungen. Würde eines davon funktionieren? Sehen Sie irgendwelche Probleme mit einer dieser Schaltungen voraus? Gibt es noch andere Alternativen?

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Sie sollten einen Leistungsschalter-IC verwenden, diese können mehrere Eingänge ausführen und hohe Ströme verarbeiten und von Logikpegeln angesteuert werden, oder Sie können zwei Fets verwenden

Antworten (2)

Wie Madmanguruman betonte, besteht das Hauptproblem darin, dass bei angeschlossener Hostplatine Strom durch die Body-Diode des p-Kanal-FET in den 3V3_2-Ausgang fließt. Wenn Sie nichts über den Umschalter von 12 V auf 3,3 V wissen, könnte dies eine schlechte Idee sein, da dies dazu führen könnte, dass dieser Schaltkreis auf unerwartete Weise funktioniert. Sie benötigen mindestens einen bidirektionalen Schalter, um die beiden 3,3-V-Leitungen zu isolieren. Selbst mit einem bidirektionalen Schalter benötigen Sie einen Pull-up, um sicherzustellen, dass der Schalter ausgeschaltet ist, wenn die Strombuchse beim ersten einfacheren Design abgezogen wird. Es scheint auch, dass im zweiten Design, wenn die Strombuchse abgezogen ist, die n- und p-Kanal-FETs wahrscheinlich eingeschaltet wären, was es ermöglichen würde, 3V3_1 direkt mit 3V3_1 zu koppeln.

Was passiert auch, wenn sowohl die Hostplatine vorhanden ist als auch 12 V angelegt werden? Dies würde die beiden 3,3-V-Leitungen effektiv parallel schalten und könnte für beide Quellen ein Problem darstellen. Wenn die Möglichkeit besteht, dass beide Linien aktiv sind, muss eine Art von Notfall vorhanden sein.

Möglicherweise können Sie in jeder Leitung eine Schottky-Diode verwenden, um sie mit passiven Schaltern zu isolieren. Es gibt auch Teile, die für diesen Zweck als Ideendioden fungieren, wie LTC4413 ( http://cds.linear.com/docs/Datasheet/441312fd.pdf ).

LTC4353 scheint auch eine gute Lösung zu sein: cds.linear.com/docs/Datasheet/4353f.pdf
Ja, ähnlich. Es gibt auch viele Alternativen von anderen Anbietern. Ich habe versucht, bei p-Kanal-FET zu bleiben (da Sie so angefangen haben), und der LTC4413 hat interne FETs. Die einfachste praktikable Lösung ist normalerweise die beste ... wenn also ein Schottky in jeder Leitung zu einer angemessenen Spannung führt, wäre dies am einfachsten.
Hier ist der einfachste Ansatz, auf den sich auch Gsills bezieht: Power Supply OR'ing Controllers (pdf)

In beiden Schemata gibt es keine wirkliche Isolierung zwischen 3V3_1 und 3V3_2. Jedes Signal an 3V3_1, das hoch genug ist, um die P-Kanal-MOSFET-Body-Diode vorzuspannen, gelangt zu 3V3_2, wenn der Adapter nicht eingesteckt ist. Da Sie sagten, 3V3_2 wird von einem Schaltregler erzeugt, stellen Sie am besten sicher, dass die Rückseite -bias schaltet es nicht ein und führt zu Fehlfunktionen. (Einige Abwärtsregler mögen es nicht, ein Signal an ihrem Ausgang zu haben, wenn kein Eingang vorhanden ist.)

In Schema 2 wird nicht nur 3V3_2 in Sperrrichtung vorgespannt, sondern es gibt ein Gate-Signal am N-Kanal-FET von 3V3_2 (da der Steuerschalter schwebend ist). Es kann ausreichen oder nicht, dass der N-Kanal zu leiten beginnt, was für den P-Kanal ausreichen kann oder nicht, um zu versuchen, zu leiten - alles hängt von den Gate-Schwellenwerten ab.

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