分享我的失败设计

只看该作者 · 2018-5-14 19:49

有个项目要求设备在市电断电的情况下可以使用备用电池继续工作，并且在有市电的时候可以给电池充电。我的整体设计框图如图一所示。

图一
但是测试的时候发现防倒灌二极管发热严重，于是更改设计防倒灌设计修改为图二所示。

图二
原本以为完美解决问题了，结果样机测试的时候发现当仅用电池供电的时候没问题。但是使用市电的时候如果突然断掉市电，开关电源的电并不会立即放光从而使Q2继续导通Q1也继续导通，这时候电池的电倒灌回15V端形成自锁，根本起不到防倒灌作用。
很不幸发现问题的时候已经做了数台样机并且有一台已经发货了（我们公司的传统没什么好说的），没办法暂时只能换回原方案用个大功率的二极管。下一步我打算使用图三的方法，但是又觉得太啰嗦了点。请各位前辈们指点迷津。

图三

只看该作者 · 2018-5-14 20:16

在功耗允许的情况下，在15V开关电源输出端增加假负载，使开关电源可以快速放电。也可以选用带PG信号输出的开关电源，利用PG信号去控制MOSFET的通断。

2万 · 2018-5-14 21:16

参考无线电基地台通信电源，输出直流13.8V，蓄电瓶是12V/100A.

1万 · 2018-5-14 21:51

备份电源没有那么简单的，用MOS管取代单向导电二极管，从能源流向上完全不同，核心是二极管只能单向导电，MOS管在开启时，电流可以双向流动，关键是+15V断电信息必须是独立的，即是开关电源必须搞成原初级隔离，通过光隔取得初级电源的状态。去控制三极管。这才叫解耦。

1万 · 2018-5-14 21:53

断电的信息必须取之于开关电源的初级即可。通过光耦控制三极管。

只看该作者 · 2018-5-14 23:13

3号图没用，开关电源的15V延迟一样会让图3开启自锁啊，感觉和图2没什么区别

只看该作者 · 2018-5-14 23:15

就用大功率的二极管就好了

只看该作者 · 2018-5-15 08:48

zyj9490 发表于 2018-5-14 21:51
备份电源没有那么简单的，用MOS管取代单向导电二极管，从能源流向上完全不同，核心是二极管只能单向导电，M ...

如果在允许一定倒灌的情况下，图三是不是可以用。

只看该作者 · 2018-5-15 08:48

lf626384 发表于 2018-5-14 23:13
3号图没用，开关电源的15V延迟一样会让图3开启自锁啊，感觉和图2没什么区别 ...

如果允许一定倒灌的情况下，当倒灌后15V位置的电压就是电池电压这样PNP管子就无法导通了。

1万 · 2018-5-15 09:33

用个比较器，让电池电压和开关电源的输出电压比较，一旦电池电压高于开关电源的输出电压则让Q2关闭，否则Q2打开给电池充电。

只看该作者 · 2018-5-15 10:03

gaohq 发表于 2018-5-15 09:33
用个比较器，让电池电压和开关电源的输出电压比较，一旦电池电压高于开关电源的输出电压则让Q2关闭，否则Q2 ...

当倒灌以后电池电压和开关电源电压是差不多的，这时候比较器状态就难说了。

1万 · 2018-5-15 10:15

qinlu123 发表于 2018-5-15 10:03
当倒灌以后电池电压和开关电源电压是差不多的，这时候比较器状态就难说了。 ...

电源变压器次级是否有电，是决定供电方式唯一而且准确的办法，按照此思路设计就不败。

1万 · 2018-5-15 13:10

qinlu123 发表于 2018-5-15 08:48
如果在允许一定倒灌的情况下，图三是不是可以用。

要看电池充电管理器原理。

1万 · 2018-5-15 15:11

三串电池最高电压 4.2 *3 =12.6V 设置 15V 电压降到 13V 开始关闭PMOS

只看该作者 · 2018-5-15 15:33

gaohq 发表于 2018-5-15 15:11
三串电池最高电压 4.2 *3 =12.6V 设置 15V 电压降到 13V 开始关闭PMOS

那我的图三可不可以呢，允许短时间的倒灌。当开关电源电压下降到电池电压，电流倒灌以后15V端的电压和电池电压差不多（倒灌时电源管理处损耗很小），这样PNP管子就无法开启了也类似于你给出的电路。@zyj9490

1万 · 2018-5-15 16:34

qinlu123 发表于 2018-5-15 15:33
那我的图三可不可以呢，允许短时间的倒灌。当开关电源电压下降到电池电压，电流倒灌以后15V端的电压和电 ...

你的图3不可以，14楼的图利用了电池电压上限性特点。从而避了反馈这个通路，关断MOS

1万 · 2018-5-15 16:39

本帖最后由 zyj9490 于 2018-5-15 16:42 编辑

qinlu123 发表于 2018-5-15 15:33
那我的图三可不可以呢，允许短时间的倒灌。当开关电源电压下降到电池电压，电流倒灌以后15V端的电压和电 ...

图3从原理上可克服断电时的自锁的问题。电池通过二个电阻流电了。

只看该作者 · 2018-5-15 17:01

本帖最后由 qinlu123 于 2018-5-15 17:02 编辑

zyj9490 发表于 2018-5-15 16:34
你的图3不可以，14楼的图利用了电池电压上限性特点。从而避了反馈这个通路，关断MOS ...

我简述一下对14楼电路的理解您看一下对不对。使用稳压管将Q1的发射极电压稳定在某一个电压值，将开关电源正极分压后接到Q1的基极，这样当开关电源电压下降到某一电压值（比电池电压高）时导致Q1的Vbe不足以开启Q1进而关闭MOS管。那么我的图3当开关电源掉电后的具体表现是什么样子的呢，请前辈指点不要嫌我啰嗦，我看了您两个楼的回复没看明白到底能不能用。

1万 · 2018-5-15 17:05

本帖最后由 zyj9490 于 2018-5-15 17:06 编辑

qinlu123 发表于 2018-5-15 17:01
我简述一下对14楼电路的理解您看一下对不对。使用稳压管将Q1的发射极电压稳定在某一个电压值，将开关电源 ...

当没有供电时，导致+15跟电池电压相似，无法导通PNP，无电流到下管的基极，导致MOS管的gs无电压，MOS管关闭。+15V继续下降，直到二个分压电阻分得的电压平衡，可能会反向堆住（Q）。无电流到下管基极，进入稳定的裁住态。

只看该作者 · 2018-5-15 17:11

zyj9490 发表于 2018-5-15 17:05
当没有供电时，导致+15跟电池电压相似，无法导通PNP，无电流到下管的基极，导致MOS管的gs无电压，MOS管关 ...

那我把R5删掉行不行，“反向堆住”是什么意思。

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