Вопрос про резервное питание МК

ynxx
Offline
Зарегистрирован: 20.05.2018

Добрый день

Я изучил разные варианты резервного питания микроконтроллеров, нашел вот такую схему резервирования на cxem.net/pitanie/5-252.php, схему на двух диодах, как сделано на uno, нашел на иностранном форуме какой то вариант, который использует компаратор для управления транзистором и у меня возник вопрос, почему нельзя сделать просто вот так? Я нубас в электронике, поэтому возможно в моей схеме есть какие то фундаментальные ошибки, но она работает как я ожидал.

Когда есть USB питание, ток идет на Т1 и он открыт, через D1 (я использую советский D220, на нем много падает, поэтому обошелся без резистора) ток идет на Т2 и он закрыт. Когда 5в нет то база Т1 и Т2 притянуты через R2 большого номинала(у меня 300к) на минус и Т1 закрыт, а Т2 открыт. D1 пришлось поставить тк в противном случае ток находил какой то выход выше по цепи. Понятно, что сейчас много падает на транзисторах, но у меня пока нет мосфетов, с ними же схема не изменится существенно. 

triac
triac аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.05.2018

А чем вас просто два диода не устраивают?

С диодами все работает очень очевидно и нет подводных камней. А с транзисторами надо учитывать всякие возможные  побочные эффекты:

- У биполярного транзистора коллектор и эмиттер по сути одинаковы. При перемене полярности транзистор переходит в инверсный режим, но все же продолжаеет работать как транзистор с малым коэфф. усиления

- У полевых транзисторов имеется встроенный диод между стоком и истоком, при перемене полярности он начинает проводить.

ynxx
Offline
Зарегистрирован: 20.05.2018

с диодами все нормально, но на обычных много падает, я заказал диоды Шоттки, посмотрю как будет с ними, заказал еще мосфеты разной проводимости в надежде, что на них будет падать меньше, чем на любых диодах, поэтому и нарисовал схему и проверил на биполярных транзисторах

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

ynxx пишет:
работает как я ожидал.

Вы в этом уверены? Как Вы проверяли - под нагрузкой или просто на висящем выходе напряжение измеряли?

Поставьте нагрузку, скажем резистор 51 ом (это примерно соответсвует тому, что Ваша ардуина будет 100мА кушать), или даже ладно, ставьте 510 ом (соответсвует 10мА - уж столько то она точно скушает!). Боюсь, что напряжение на выходе, при такой нагрузке, Вас разочарует.

Ну, а если Вы таки проверяли под нагрузкой, то скажите пожалуйста, что ж у Вас за транзистор Т2 такой?

Дело в том, что при отсутствии питания 5В, ток базы Т2 составит (3,7 - 0,7) / R2. Если R2 у Вас 300К, то ток базы получается 10 микроампер. Для того, чтобы обеспечить хотя бы 10мА на нагрузке, потребуется транзистор с коэффициентом усиления 1000 (а для 100мА на нагрузке - 10000). 

У меня вот так получается. Может я в чём и ошибся.

Хотя, я тут подумал, Вы же пишете "работает, как ожидал", а я ведь не знаю как именно Вы ожидали, так что может и нормально всё.

ynxx
Offline
Зарегистрирован: 20.05.2018

ЕвгенийП пишет:

ynxx пишет:
работает как я ожидал.

Вы в этом уверены? Как Вы проверяли - под нагрузкой или просто на висящем выходе напряжение измеряли?

Поставьте нагрузку, скажем резистор 51 ом (это примерно соответсвует тому, что Ваша ардуина будет 100мА кушать), или даже ладно, ставьте 510 ом (соответсвует 10мА - уж столько то она точно скушает!). Боюсь, что напряжение на выходе при такой нагрузке Вас разочарует.

Ну, а если Вы таки проверяли под нагрузкой, то скажите пожалуйста, что ж у Вас за транзистор Т2 такой?

Дело в том, что при отсутствии питания 5В, ток базы Т2 составит (3,7 - 0,7) / R2. Если R2 у Вас 300К, то ток базы получается 10 микроампер. Для того, чтобы обеспечить хотя бы 10мА на нагрузке, потребуется транзистор с коэффициентом усиления 1000 (а для 100мА на нагрузке - 10000). 

У меня вот так получается. Может я в чём и ошибся.

Хотя, я тут подумал, Вы же пишете "работает, как ожидал", а я ведь не знаю как именно Вы ожидали, так что может и нормально всё.

да это понятно, я проверял на светодиоде )) но я и не собирался использовать схему на биполярных, просто механизм переключения на ней проверил, на мосфетах же не будет таких проблем?

triac
triac аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.05.2018

ynxx пишет:

 на мосфетах же не будет таких проблем?

С MOSFET-ами проблемы будут.  Только с диодами проблем нет.

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

ynxx пишет:
на мосфетах же не будет таких проблем?
Там другие будут. Как Вы собрались включать Т1? Если так, как нарисовано сейчас (в верхнем плече), то потребуется драйвер, иначе он не откроется. Если как-то по другому (или с драйвером), то это уже другая схема и не видя её чего гадать-то?

ynxx
Offline
Зарегистрирован: 20.05.2018

triac пишет:

ynxx пишет:

 на мосфетах же не будет таких проблем?

С MOSFET-ами проблемы будут.  Только с диодами проблем нет.

а почему?

 

ynxx
Offline
Зарегистрирован: 20.05.2018

ЕвгенийП пишет:

ynxx пишет:
на мосфетах же не будет таких проблем?
Там другие будут. Как Вы собрались включать Т1? Если так, как нарисовано сейчас (в верхнем плече), то потребуется драйвер, иначе он не откроется. Если как-то по другому (или с драйвером), то это уже другая схема и не видя её чего гадать-то?

понятно, я по неопытности полагал, что достаточно будет просто дать на гейты напряжение 5в или притянуть на минус через резистор

triac
triac аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.05.2018

ynxx пишет:

triac пишет:

С MOSFET-ами проблемы будут.  Только с диодами проблем нет.

а почему?

Потому что в MOSFET встроен диод, который будет проводить ток даже когда MOSFET закрыт. И еще потому, что MOSFET сам по себе не знает, где напряжение больше, а где меньше, и потому не знает когда надо включаться, а когда нет. А диод знает. 

ynxx
Offline
Зарегистрирован: 20.05.2018

triac пишет:

ynxx пишет:

triac пишет:

С MOSFET-ами проблемы будут.  Только с диодами проблем нет.

а почему?

Потому что в MOSFET встроен диод, который будет проводить ток даже когда MOSFET закрыт. И еще потому, что MOSFET сам по себе не знает, где напряжение больше, а где меньше, и потому не знает когда надо включаться, а когда нет. А диод знает. 

 

Ну тут задача же не выбрать большее напряжение, а переключить на резервное, если основное пропало.

Я представлял что то такое, тут я так понимаю, что через второй транзистор обратного тока не будет поэтому диод не нужен, а есть проблема, что ток пойдет на источник 5в через паразитный диод первого транзистора?

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

ynxx пишет:
полагал, что достаточно будет просто дать на гейты напряжение 5в или притянуть на минус через резистор

Что Вы понимаете по "подать на гейт 5В"? 5В относительно чего? (и кстати, для большинства транзисторов не 5, в все 12, но, допустим Вы взяли транзистор, которму достаточно 5). Так вот Ваши 5В должны быть относительно истока, т.е. на затворе должно быть на 5В больше, чем на истоке. Вы хотите иметь на истоке 5В для питания нагрузки, сколько Вам надо иметь на затворе? Ответ простой - на затворе (относительно земли) Вам нужно иметь больше, чем у Вас напряжение пиатния. Вот для этого и нужен драйвер верхнего плеча (например, IR2117) - он умеет "накачивать" напряжение выше, чем питание.

ynxx
Offline
Зарегистрирован: 20.05.2018

ЕвгенийП пишет:

ynxx пишет:
полагал, что достаточно будет просто дать на гейты напряжение 5в или притянуть на минус через резистор

Что Вы понимаете по "подать на гейт 5В"? 5В относительно чего? (и кстати, для большинства транзисторов не 5, в все 12, но, допустим Вы взяли транзистор, которму достаточно 5). Так вот Ваши 5В должны быть относительно истока, т.е. на затворе должно быть на 5В больше, чем на истоке. Вы хотите иметь на истоке 5В для питания нагрузки, сколько Вам надо иметь на затворе? Ответ простой - на затворе (относительно земли) Вам нужно иметь больше, чем у Вас напряжение пиатния. Вот для этого и нужен драйвер верхнего плеча (например, IR2117) - он умеет "накачивать" напряжение выше, чем питание.

понятно, спасибо

triac
triac аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.05.2018

ynxx пишет:

Ну тут задача же не выбрать большее напряжение, а переключить на резервное, если основное пропало.

"Переключить на резервное, если основное пропало" - это как раз и есть выбрать большее напряжение из двух.

oleg_kazakof
Offline
Зарегистрирован: 24.04.2015

triac пишет:

- У биполярного транзистора коллектор и эмиттер по сути одинаковы. При перемене полярности транзистор переходит в инверсный режим, но все же продолжаеет работать как транзистор с малым коэфф. усиления

А можно эту теорию узнать более подробно.

 

triac
triac аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.05.2018

oleg_kazakof пишет:

triac пишет:

- У биполярного транзистора коллектор и эмиттер по сути одинаковы. При перемене полярности транзистор переходит в инверсный режим, но все же продолжаеет работать как транзистор с малым коэфф. усиления

А можно эту теорию узнать более подробно.

Нет проблем. ВУЗ-овский курс "основы радиоэлектроники (ОРЭ)". Ну или на веб-помойках тоже можно что-то найти, например: https://studopedia.su/6_19868_inversniy-rezhim-bipolyarnogo-tranzistora.html

ynxx
Offline
Зарегистрирован: 20.05.2018

Добрый день,

подниму тему

приехали мосфеты ndp6020p, решил перевернуть их, чтобы использовать паразитный диод, чтобы не было обратных токов на неиспользуемые источники питания, но оказывается, чтоб падение на нем было минимально, мосфет все равно надо открывать, поэтому решил сделать так:

если есть 5В - через NPN транзистор сливаем затвор верхнего на минус, верхний мосфет открыт, 5в закрывают затвор нижнего мосфета.

если нет 5В - 4.2В со второго источника закрывают мосфет верхний, нижний без 5В притянут на землю и открыт.

Собрал - вроде работает, падений нет вообще