Hallo zusammen, Folgender Schaltplan: https://raw.githubusercontent.com/LilyGO/TTGO-T7-Demo/master/t7_v1.5.pdf Es handelt sich um ein Develboard für den ESP32 mit: LDO: ME6211 LiPo-Laderegler: TP4054 Mir geht's jetzt um die Mosfet-Schaltung oben rechts. Sie bewirkt, dass der Akku von der Versorgung des LDOs abgekoppelt wird, wenn Spannung per USB vorhanden ist. Frage: Warum "zeigt" Source des SI2307 hier nicht zum Akku und stattdessen zum LDO? Ist es, weil Source sonst undefiniert ist wenn kein Akku angeschlossen ist und damit könnte der P-Mosfet ggf. durchgeschaltet sein + die USB-Spannung dann aus dem JST-Anschluss für die Batterie (quasi in die falsche Richtung) wieder rauskommen? Danke im Voraus für Infos!
Der FET trennt den Akku so bald VBUS vorhanden ist, um einen Stromfluss in den Akku zu verhindern. Wenn VBUS anliegt ist Vgs = Vf von der Diode und der FET sperrt. Ist VBUS weg fließt erst etwas Strom über die Body Diode und wegen des Pulldowns steigt Vgs auf die Akkuspannung wodurch das FET leitet und die Body Diode überbrückt.
Danke für deine Antwort! Das mit der Diodenspannung am Gate ist ein interessanter Aspekt, an den ich noch gar nicht gedacht habe. Das wird vermutlich auch der Hauptgrund sein, hier eine Schottky-Diode zu nehmen, um diese Spannung möglichst niedrig zu halten, damit der FET auch sicher gesperrt ist, oder? Ok, also nehmen wir mal an, der FET wäre jetzt anders rum eingebaut. Dann wäre die DS-Strecke auch gesperrt, aber über die Body-Diode kämen etwa 4,3 V (5 V USB - 0,7 V Diode) am Akku an?
Mir fällt gerade ein, dass ich falsch rum gedacht habe. Zum sicheren Sperren will ich ja eine möglichst hohe Spannung am Gate haben beim P-FET. Hmm, geht's dann um wenig Verlustleistung oder geht's um Schnelligkeit?
Torsten schrieb: > Ok, also nehmen wir mal an, der FET wäre jetzt anders rum eingebaut. > Dann wäre die DS-Strecke auch gesperrt, aber über die Body-Diode kämen > etwa 4,3 V (5 V USB - 0,7 V Diode) am Akku an? In dem Fall würde er seiner Funktion, den Stromfluss zum Akku trennen zu können, nicht mehr nachkommen können. Da der Akku höchstwahrscheinlich 4,2V Ladeschlussspannung hat würde er zwangsläufig überladen werden.
Angehängte Dateien:
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Power_ORing.PNG
23 KB
Diese Schaltung ist eigentlich nur ein Power "ORing" (kommt nicht vom O-Ring, sondern von "verODERn") mit einer "ideale Diode" von VBAT nach +5V UND einer "normale Diode" von VBUS nach +5V:
1 | "ideale Diode" (Q2+R91) |
2 | VBAT -->|----o---- +5V |
3 | | |
4 | VBUS -->|----' |
5 | Schottkydiode (D13) |
Das Einfache vorneweg: wenn nur VBUS anliegt, dann wird die Schaltung über die D13 versorgt. Wenn aber nur VBAT anliegt, dann leitet erst mal die Bulkdiode des Q2. Somit wird die Source also auf 3,5..4V "gehoben". Weil das Gate über den R91 auf 0V bleibt (und somit negativer als die Source ist), leitet der Mosfet niederohmig und überbrückt seine Bulkdiode. Über dem Mosfet fällt damit "idealerweise" weniger Spannung ab als über die Bulkdiode. Diese Schaltung ist neben der "idealen Diode" der bekannte Verpolschutz: http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/39-Verpolschutz Wenn VBAT und VBUS anliegen, dann ist VBUS mit 5V höher als VBAT die 4,2V aus dem Akku, damit ist das Gate sogar positiver als die Source und der Mosfet sperrt garantiert. Es fließt aber auch kein Strom von +5V zum Akku, weil die Bulkdiode ja in Sperrrichtung da drin liegt.
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Bearbeitet durch Moderator
Steckt doch mehr drin, als ich dachte. Danke. Auch für den Link - dort stöbere ich gerade ein bisschen. Aber nochmal kurz zur Schottky-Diode: Ist die Schottky-Diode hier essentiell? Was, wenn man eine "normale" Diode nähme? An was würde man sich stören oder bzw. was wäre dann schlechter? Ich habe noch ein anderes Develboard hier (https://www.wemos.cc/en/latest/_static/files/sch_d32_pro_v2.0.0.pdf), da ist die Mosfet-Schaltung auch so aufgebaut (mit anderen Bauteilen aber). Da habe ich über der Schottky-Diode einen Spannungsabfall von 0,36 V gemessen bei einer Stromaufnahme von 150 mA etwa (da hängt noch was dran, ist nicht der Leerlaufstrom des Boards).
Torsten schrieb: > Aber nochmal kurz zur Schottky-Diode: > Ist die Schottky-Diode hier essentiell? Was, wenn man eine "normale" > Diode nähme? An was würde man sich stören oder bzw. was wäre dann > schlechter? Essentiell nicht, aber die Schottkydiode hat weniger Spannungsabfall als eine Si-Diode. Heißt, von VBUS kommt etwas mehr an der +5V-Klemme an (200...300mV mehr) mit Schottky, wenn über den Pfad versorgt wird.
Torsten schrieb: > Da habe ich über der Schottky-Diode einen Spannungsabfall von > 0,36 V gemessen bei einer Stromaufnahme von 150 mA etwa Wenn der Schaltung da ein Spannungsabfall von 0,7V nichts ausmacht, dann kannst du auch eine 1N400x nehmen.
Ok. Ja dann geht's bei diesem Board wohl nur um den 5V-Pin, der rausgeführt ist. Weil der LDO hätte ja sicher nix dagegen, wenn er weniger zum Verbraten hätte :-) Jut, danke nochmal.
Naja wenn man bedenkt das die USB Spezifikation auch 4,5V statt 5V zulässt und man dann noch 0,7V wenger hat kanns irgendwann schon eng werden.
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