Hur växla mellan olika matningar?

[JockeE]

Jag håller på att konstruera en krets som ansluts till dator via USB.
Strömmatningen till kretsen sker normalt via USB-anslutningen, men under vissa omständigheter kan extern matning behövas.

Jag försöker nu klura ut hur växlingen mellan USB-matning och extern matning kan göras så bra som möjligt.

Principen för vad jag är ute efter visas i denna bild:


Den streckade linjen symboliserar att omkopplingen ska ske så fort extern spänning finns.
Detta hade varit mycket lätt att åstadkomma med ett relä, men jag vill undvika mekaniska brytare/reläer pga driftsäkerhets-, utrymmes- och kostnadsskäl.

Omkopplingen bör ha lågt spänningsfall (≤0.1V vid 250mA). Ingen ström får matas bakvägen ut på USB-anslutningen.

Är det någon som har en bra och billig lösning på detta?

En MOSFET hade kunnat bryta matningen från USB, men de släpper ju genom ström åt fel håll via body-dioden. Går det på något sätt att undvika?

[Tony]

Skall den externa matningen kopplas på automatiskt eller måste man trycka i en plugg?
-I så fall kan man ju ha ett DC-jack med brytare.

[JockeE]

Den externa matningen kopplas in med plugg.

Jag har funderat på ett DC-jack med brytare, men jag får inte ihop det. Den externa matningen är 12V (tyvärr inte ändringsbart) och måste då gå genom spänningsregulator, vilket 5-voltsmatningen från USB inte behöver. I och med att den externa matningen ska gå en lite annan väg (via sp-regulator) än USB-matningen verkar det svårt att lösa med ett brytande jack. (Eller tänker jag fel?)

[Thallion]

En MOSFET hade kunnat bryta matningen från USB, men de släpper ju genom ström åt fel håll via body-dioden. Går det på något sätt att undvika?

Ja, till exempel genom att du använder dig av en dubbel P-FET med sammankopplade gate- och source-anslutningar, och kopplar en drain mot matningen och den andra mot lasten.

Det finns många färdiga lösningar för det du söker, ett exempel är LTC4412.

[kimmen]

Dubbel behövs inte, det är ju bara att vända på den. och köra strömmen bakvägen jämfört med vad man brukar.

[Tony]

Du behöver ett jack med en växlande kontakt som är galvaniskt skild från jacket.
Då kan du koppla brytaren efter regulatorn.
5-pol DIN med brytare är lätt att få tag på.

[JockeE]

Tack för alla bra svar!

Den simplaste/billigaste lösningen verkar vara att använda en P-FET "baklänges" som kimmen föreslår.
Detta ser ut att fungera i min simulering iaf, ska prova i verkligheten också. Finns det några nackdelar med denna enkla lösning?

[kimmen]

Nja, det finns nog inte så många nackdelar förutom de uppenbara, att den inte går att stänga av när inspänningen är högre än utspänningen.

Det är oftast sådär synkrona likriktare i switchade nätdelar är konstruerade. Man byter ut frihjulsdioder och likriktardioder mot fetar som man kör baklänges så man kan komma undan utan ett diodspänningsfall då diodspänningsfallet blir en så pass stor del av utspänningen vid låga utspänningar.