Tengo un pequeño circuito que normalmente se alimenta de una pila de moneda CR2032 pero que también tiene un cabezal SWD para programar. Hice un simple interruptor de ruta de alimentación para que cuando estoy programando, VDD es suministrado por el programador.
El esquema es el siguiente:
He comprobado que la pila de moneda CR2032 se degrada mucho después de desenchufar la alimentación de 3,3v. El osciloscopio mostró una enorme afluencia de corriente desde los condensadores de desacoplamiento (~200uF) en el circuito, causada por el Q1 que se convierte en "conductor inverso" inmediatamente después de la eliminación de los 3,3v y la diferencia de voltaje hace que la corriente fluya de nuevo en la batería.
Estoy atascado tratando de resolver esto, añadiendo un condensador en paralelo con R1 no resuelve el problema porque el consumo de corriente del circuito (MCU + Radio) alimentado por VDD no es constante (varía entre 5uA y 50mA). Por lo tanto, no se puede seleccionar una única constante de tiempo que funcione para esto.
No quiero añadir un diodo entre VBAT y VDD porque no puede haber ninguna caída de tensión significativa durante el funcionamiento normal.
¿Cómo puedo evitar que la corriente vuelva a fluir hacia la pila de monedas y que al mismo tiempo no caiga VDD cuando se hace el cambio de alimentación de 3,3v a VBAT?
Actualización: Mi objetivo es una corriente de reposo en el rango de un dígito de uA cuando la energía es suministrada por VBAT.
Actualización: Aquí está el circuito basado en el OP-AMP, basado en la sugerencia de Andy:
Actualización: Aquí está la versión mejorada del circuito OP-AMP que añade D2 para eliminar la entrada de corriente de VDD a la célula de la moneda cuando VCC está conectado (causado por la velocidad de giro limitada de OA1). Ten en cuenta que el OPA349 debe ser utilizado como OA1 y el diodo schottky de baja fuga debe ser utilizado para D2 (esto fue lo mejor que pude encontrar en CircuitLab).
No estoy contento con el coste de la lista de materiales de esta solución, pero podría ser lo mejor que puedo conseguir aquí.
simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab
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¿Quizás añadir un comparador de baja potencia que espere a que los dos voltajes se igualen antes de encender el MOSFET?
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¿el circuito extra va en el dispositivo o en el programador?
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@Andy: El comparador es una buena idea, me costó encontrar uno de baja potencia a un costo razonable. Construir uno a partir de componentes discretos no es descartable en este caso.
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@Pete: El esquema publicado arriba va en el dispositivo.
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@ErikHenriksson echa un vistazo a mi respuesta aquí para un circuito comparador de bajo coste y muy bajo consumo. Otro respuesta similar aquí que se puede utilizar para apagar una célula cuando baja demasiado. El punto es que utiliza un comparador que es sub 1 uA y, si se necesita una referencia de voltaje, también es sub 1 uA.
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Los circuitos mostrados en esas respuestas pueden utilizarse para activar o desactivar un PMOS adecuado. Sólo tienes que averiguar qué nivel de histéresis que necesita para asegurarse de que el PMOS se activa sólo cuando el voltaje del condensador cae 10 mV más o menos por debajo de la tensión de la batería y, si se eleva por encima (debido a los 3,3 voltios), cuántos mV que va a permitir que para desencadenar apagar el PMOS.
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Parece que esto implica la desconexión de Vbat en lugar de Vcc_ext ? // el comprador podría estar configurado para dejar de consumir energía cuando Vcc_ext está apagado y la salida es alta, lo que tal vez podría simplificarla
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He actualizado la pregunta con el esquema que incluye un op-amp (como comparador), ¿está esto en línea con tus sugerencias? En particular, no estoy seguro de si al OPA349 le gusta que la entrada no inversora esté ligada a VDD (pero no pude encontrar otra forma de alimentarlo). Además, ¿se necesita D1 con este circuito?