В предыдущей статье мы рассмотрели автоматическое подключение дополнительного источника питания в случае отключения основного с помощью обычных диодов.
Если напряжение питание низкое (для цифровой техники стандартом стали 3,3 В, а кое где и вовсе 1,8 В), то падение напряжения даже от диода Шоттки будет просто недопустимым.
Можно использовать идеальный диод - MOSFET. Посмотрим на реализацию схем в рассыпухе и с использованием готовых интегральных микросхем.
Популярная в сети схема выглядит следующим образом:
В момент включения питания ток нагрузки течет через паразитный диод Q2 и создает на сопротивлении канала падение напряжения, поэтому напряжение на эмиттере Q1A немного больше, чем на эмиттере Q1B.
Транзистор Q1A открывается, ток пойдет в цепь с базами транзисторов, "лишний" утечет в землю по резистору R2. На базах образуется напряжение открытого pn-перехода, но Q1B все равно останется закрытым, потому что у него Uбэ меньше, чем у Q1A.
Затвор Q2 притянется к земле резистором R3 и Q2 откроется.
При отключении питания транзисторы Q1A и Q1B "меняются местами", потому что напряжение на эмиттере Q1B станет больше, Q1A закроется, Q1B - откроется, соединяя затвор Q2 с истоком и закрывая его.
Биполярные транзисторы должны быть идентичными и открываться одинаковым напряжением. Это возможно только для транзисторов, находящихся на одном кристалле - так у них будут одинаковые условия изготовления и одинаковая температура.
Сопротивление резистора R3 в коллекторе Q1B должно быть меньше сопротивления затвора Q2, но не очень маленьким, чтобы не тратить энергию почем зря.
Сопротивление затвора у полевиков уходит в мегаомы, но использовать сопротивление R3 таких порядков не стоит - при наноамперных токах биполярные транзисторы будут плохо себя вести :) Можно взять R3 порядком в сотни кОм.
Резистор R2 задает начальный режим работы схемы, ее "дисбаланс" - в отсутствие входного сигнала транзисторы должны быть в промежуточном состоянии, чтобы переключаться быстрее при его появлении.
Сопротивление R2 выбирается таким, чтобы напряжение на коллекторе было около половины от напряжения питания (можно немного увеличить сопротивление, чтобы уменьшить потребление тока). Порядок сопротивления - несколько МОм.
Основная проблема схемы: ограничение по напряжению на входе. Если подать больше 8-9 В, может пробить переход база-эмиттер транзистора Q1A при отключении питания. А если подать больше 20 В, может пробить затвор Q2.
Нужно или выбрать более могучие транзисторы, или защитить "обычные": ограничить ток лавинного пробоя резистором R1 в цепи баз и ограничить напряжение на затворе полевика стабилитроном на десяток вольт.
Буржуйские инженеры не дураки, наделали кучу микрух для идеальных диодов, как с внешним, так и со встроенным силовым транзистором (и обызывают их контроллерами идеального диода, а иногда ORing контроллерами, если есть мониторинг входного напряжения).
Вот, к примеру, ADP199 для работы с низкими напряжениями 0,9-3,6 В, максимальный ток нагрузки 0,5 А, сама кушает максимум 35 мкА, может выключаться и включаться по команде.
Для более толстых нагрузок - LTC4372: входные напряжения 2,5-80 В, ток до 20 А. Есть защита от переполюсовок и вход для управления
Можете дать автору копеечку на кофе, а можете и не давать :)