Diseño de una fuente de alimentación efectiva para productos embebidos.

Question

Actualmente estoy diseñando varios microcontrolador incrustado productos para ser alimentado a partir de una toma de corriente de pared. Tengo la intención de utilizar la pared de la verruga, fuentes de alimentación para dar una entrada de aproximadamente 5-9V DC, pero quiero que la entrada de mi equipo de trabajo en hasta 30V sólo para el bien de la compatibilidad y facilidad de uso. La salida de este circuito de alimentación debe ser de 3.3 V en alrededor de 500 mA máximo. También quiero tensión inversa de protección en caso de que un usuario conecta un barril de jack con el centro-terminales negativos. A continuación es mi diseño. He utilizado un fusible PTC para evitar cortocircuito/sobre-temas de actualidad, y un P-MOSFET de canal para evitar la inversión de polaridad de alcanzar el regulador de conmutación. El diodo Zener permite altos voltajes de entrada para no freír los MOSFET.

Mis preguntas principales son: ¿esta regulador de conmutación de trabajo con el P-MOSFET de canal de proteger el pin Vin? Alguna de mi parte opciones obviamente malo? Hay errores evidentes que le impiden trabajar?

Nota: Algunas de estas piezas se encuentran en LCSC sólo por su bajo precio y la integración con el PCB servicio que yo uso, en caso de que usted no puede encontrar el mfg. número de parte en cualquier lugar.

EDIT: he modificado mi diseño para evitar la irrupción de corriente por encima de aproximadamente 15-25A.

Answer 1

La protección de la polaridad funciona correctamente como se explicó en el Mosfet en protección de polaridad inversa.
El resto es el Típico de las Aplicaciones dadas por Microchip en el MCP16301/H hoja de datos.
Así que, no veo ningún problema con eso.

No sé si usted ha considerado la corriente de arranque cuando la aplicación de 30V, mientras que C2 forma inicialmente un corto: no debe superar max Pulsado Cuerpo Diodo de Corriente al cuerpo del diodo puede manejar ni el max Impulsos de Corriente de Drenaje que resultan ser -27 A.

El PTC tiene una resistencia mínima de 0.400 Ω además de la velocidad de sedimentación globular de C2 además de la resistencia de contacto de J2 además de la "resistencia" de la Q2 cuerpo del diodo o lento convertido en el canal probablemente limitar la corriente de arranque, pero es mejor que simular y/o medir.

EDICIÓN 1
El cuerpo del diodo es siempre la realización de, por lo que el lento giro en la Q2 debido a R3 o un capacitor a través de la Q2 de la puerta-fuente (= a través de D2) no limitar la corriente de arranque.

Es mejor que utilice un 1 ohm resistor. Junto con la conocida resistencia mínima de los PTC, la corriente está limitada a 30 v/1.4 Ω = 21.4 A.

A 30V en, 3.3 V y 600 mA, el 80% de eficiencia, Iin = 83 mA, por lo que las pérdidas en 1 ohm = 6.8 mW.
A 12V en, 3.3 V y 600 mA, el 80% de eficiencia, Iin = 206 mA, por lo que las pérdidas en 1 ohm = 43 mW.

Nota: UNA NTC funcionará, pero no olvides que no ayuda mucho más cuando hace calor. Así, el contar hasta 10 antes de encender el dispositivo después de apagarlo se aplica.

EDIT 2
La adición de otro PMOS back-to-back sería una solución así.
Sin embargo, la vinculación de la desagües juntos llevaría a la siguiente condición inicial:

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

Los voltajes a través de C3 y a través de C2 son inicialmente 0V. Dibujé este corto (sólo) para C3 para mostrar lo que sucede en el circuito anterior. La puerta de las tensiones de ambos PMOS son por lo tanto 0V inicialmente así. Así, tanto en el PMOS se enciende desde el principio y todavía producen una enorme corriente de irrupción.
Tenga en cuenta que la conexión C2 entre los dos PMOS no ayuda: el cuerpo del diodo de M2, tendrá el mismo efecto como D2.

Mejor es atar las fuentes juntos:

^{simular este circuito}

De nuevo, los voltajes a través de C3 y a través de C2 son inicialmente 0V.
Cualquier voltaje por encima de 0 V de la fuente de M2 hará que su cuerpo diodo se invierten las sesgada, por lo que en principio cortocircuito C3 no tendrá ningún efecto sobre C2 y D1 & R1.
Debido a que el cuerpo del diodo de M1 adelante es parcial y C2 es inicialmente 0V, el voltaje de la puerta en un principio será igual a la tensión de alimentación, el mantenimiento de las dos PMOS cerrado.
C2 es poco a poco la carga a través del cuerpo del diodo de M1 y R1 y se encienda el PMOS lentamente de esa manera, la limitación de la corriente de arranque.
El tiempo de activación es determinada por R1 & C1 y la tensión umbral de los transistores.