Circuit 5V ups oscillant?

J'essaie de concevoir un onduleur 5V. L'alimentation à charger doit changer si la tension de ligne tombe en dessous d'environ 4V. La tension de la batterie peut varier de 3,8 à 5 V. Je simule dans LTSpiceIV.

J'utiliserai des mosfets pour alimenter la batterie afin d'éviter une chute de tension schottky. Cependant, le circuit commence à osciller lorsque la tension de ligne est proche de 4,4 V. Sera-ce un problème lors de l'utilisation réelle? De plus, comment puis-je remplacer l'autre schottky par des mosfets? Je pense que le gain élevé de l'ampli op du tl431 peut provoquer l'oscillation, mais je n'en suis pas sûr. Le circuit simule très bien avec un schottky au lieu du premier mosfet après la batterie.

Je n'ai pas beaucoup d'expérience avec ça. Toutes les suggestions seront appréciées.

J'ai ajouté 2 mosfets supplémentaires et j'ai obtenu ceci. Oscille toujours lorsque la tension de ligne est cyclée, mais semble simuler ok lorsque j'utilise des tensions DV fixes pour V1. Je me demande si c'est une bizarrerie LTSpice, ou si les pas de temps sont trop petits, ou si c'est un vrai problème .. une condition de course qui se produira en réalité. L'alimentation passe à la batterie lorsque la tension secteur tombe en dessous de 4,21 V.

Le TL431 fonctionne selon les spécifications, la fiche technique indique un courant de cathode minimum de 0,7mA à 1mA requis pour que la référence fonctionne correctement, voir les tableaux listés de la page 5 à 13 "Paramètre de courant de cathode minimum pour la régulation".

À première vue, R1 est bien trop élevé avant même que la tension ne soit coupée par U3. De plus, la tension de cathode doit être au moins proche de la tension de référence, voir l'exemple du comparateur à la page 21 et le tableau à la page 22 et aussi votre bon sens sur la façon dont une référence doit fonctionner.

Peut-être que réduire la valeur de R1 et l'alimenter à partir de la source de tension la plus élevée à travers deux diodes pourrait faire l'affaire.

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Si votre circuit fonctionne bien sur batterie et que vous vous inquiétez de la consommation de courant plus élevée, vous pouvez faire un compromis et modifier légèrement le schéma pour fournir TL431 dans les paramètres uniquement lorsque V1 est suffisamment élevé.

^{simuler ce circuit}

Mise à jour

Je n'ai pas pu faire fonctionner votre circuit tel quel ou avec de légers changements.

Le détecteur de chute de tension ne fonctionne pas comme prévu car le transistor M1 est toujours ouvert lorsque U1 se trouve dans la plage de travail avec une tension de cathode supérieure à 2 V.

Le problème est qu'une boucle de rétroaction à gain linéaire amplifiera le bruit et oscillera à partir d'une marge de phase insuffisante dans la boucle fermée sans un intégrateur comme les amplis opérationnels stables à gain unitaire. En parlant de l'op. Ampères., Le TL431 est un Zener programmable à faible gain qui peut se comporter comme un ampli op en boucle fermée à faible gain avec un faible gain de (R6 + R2) / R2 * 2V = 4,94V.

Violation de la fiche technique

(Bravo à Dorian pour cette détection de défaut). Cette réponse est plus sur la façon de concevoir une solution avec un exemple de commutateur OR FET et une déclaration sur les spécifications 1, choix 2 (fabrication ou achat) puis 3 marque si vous pensez que vous pouvez faire mieux ou si vous voulez simplement apprendre par erreur à l'étape 1.

Courant de cathode minimum pour I min Voir la figure 20 Vka = Vref 0,4 mA min 0,7 mA régulation type
La valeur et l'emplacement de R1 sont incorrects. Il est impossible pour U1 d'atteindre 5 V à partir de Vbat = 4 V pullup sur R1, donc uniquement le courant de fuite. faux.

Comparez toujours à un certain seuil qui est inférieur à la tension que vous essayez de réguler, PAS PLUS.

Vous voulez sentir 5V tomber en dessous de 4V puis commuter les sorties.

Malheureusement, le 4V n'est pas une bonne source pour l'USB, il est donc nécessaire de repenser vos besoins et de modifier les paramètres de conception.

• Vous souhaitez peut-être activer la batte 4V pour passer à 5V lorsque l'USB tombe.
• Peut-être que vous voulez que l'onduleur 5 V fonctionne de Vbvat à Vmin, un régulateur de suralimentation est donc nécessaire

• Peut-être que vous souhaitez également réglementer les frais de Vbat

  • Celles-ci sont toujours définies dans votre spécification globale de conception de système 1er "a priori" avec une liste de variables et de valeurs min-max comme n'importe quelle fiche technique

  

Suggestion pour tous les débutants:

Recommencez avec des spécifications de conception appropriées pour toutes les conditions d'entrée et de sortie.

Eh bien, une prime! Je suis finalement allé avec ce circuit d'aspect non hideux qui oscille toujours à la tension de la batterie, mais stable à une tension supérieure à la batterie! La tension de la batterie est susceptible d'être de 4,5 V max avec de l'acide de plomb, qui est la limite inférieure de la spécification USB.

Le problème n'est pas la tension secteur qui peut ne pas être stable. Cela peut être instable pendant un instant et ce n'est pas un problème. Si elle est vraiment instable ou hors spécifications, remplacez la verrue murale. Il peut y avoir beaucoup de problèmes avec une verrue murale qui ne peut pas maintenir la tension. Je ne voudrais pas lui faire confiance pour alimenter les microcontrôleurs.

Le vrai problème est la tension de la batterie qui doit être coupée une fois qu'elle est trop basse pour éviter d'endommager définitivement la batterie. Ajustez les résistances au goût. Le circuit est moins cher qu'auparavant et plus fiable. Schottky est mon ami, ça ne me dérange plus! Il m'a sauvé beaucoup de maux de tête. Le circuit fonctionnant sur batterie doit de toute façon pouvoir fonctionner à une tension bien inférieure à 4,7 V.

PS: Je n'aime pas les solutions monopuce, elles jouent dur pour se mettre de mon côté de la planète. D'ailleurs, je ne peux pas les fumer bon gré mal gré ...

MISE À JOUR :

Voici un schéma beaucoup plus élégant (non hideux). Comme Dorian et d'autres l'ont souligné, le TL431 nécessite un courant minimum pour fonctionner. Alors, cela nécessite une source de tension fiable pour fonctionner. Ce qui signifie qu'il doit fonctionner à partir de la batterie. Le TL431 doit vraiment servir de comparateur, sinon les mosfets seront en mode linéaire et commenceront à chauffer. La tension de grille devient très proche de la tension source de U2 en raison de l'entrée de la tension du secteur. C'est la cause réelle des oscillations ci-dessus, pas la violation de la fiche technique du tl431. Les oscillations se produiront même si le tl431 est complètement retiré. Les mosfets étant au niveau logique n'aide pas non plus. Pour le circuit ci-dessous, les mosfets ont été remplacés par des mosfets à canal N. Cependant, cela provoque une chute de tension à la source lorsqu'elle est complètement allumée. La tension à la charge varie de 2. 8V à 4.7V et le circuit fonctionne parfaitement sans oscillations. Il peut être possible de changer la position de R6 et du tl431, mais l'anode tl431 n'augmentera que de 2,5 V et les mosfets (désormais remplacés à nouveau par des mosfets à canal P) resteront toujours allumés.

Mais alors, puisque le tl431 est utilisé comme comparateur de toute façon, et nécessite également un courant d'alimentation pour fonctionner, pourquoi ne pas le remplacer complètement par un appareil de type comparateur de courant inférieur ... Malheureusement, le lm358 n'atteint pas le rail + ve, et les mosfets sont de niveau logique. Ainsi, lorsque la tension secteur est élevée, un courant inverse circule dans la batterie (0-60mA lorsque la batterie passe de 3,85 à 3,6 V). Cela permettra de recharger la batterie lorsque la charge sera faible. J'espère que ce sera une bonne chose. Le circuit fonctionne parfaitement à toutes les tensions secteur de 2V à 5V, sans oscillation. Le circuit dépend de la chute de tension aux bornes de la diode. Le remplacer par 1N4148 ne garantit pas qu'il fonctionne sans oscillations si la tension de la batterie est élevée. Le circuit n'a pas simulé correctement avec le LM393 qui est un véritable comparateur. Un test approprié est suggéré avant utilisation.

Les oscillations sont causées par une sorte de conditions de course à la tension de source et de grille du deuxième mosfet. Je ne sais toujours pas exactement ce qui se passe. Mais les circuits modifiés fonctionnent et résolvent mes problèmes. Ce n'est pas la réponse parfaite. Mais c'est la meilleure réponse. J'accepte ma propre réponse.

plus de mise à jour!

Ajusté à nouveau, regardez attentivement, les mosfets sont retournés sur l'axe Y de sorte que la source est à l'intérieur. Le circuit est maintenant entièrement stable à toutes les tensions secteur et batterie. En fonction de la différence de tension entre le secteur et la batterie, un courant de ruissellement peut circuler dans la batterie (peut-être 60mA) dans certains cas. Le circuit fonctionne avec un schottky ou un 1n4148 (bien qu'évidemment, avec le 1n4148, il tirera davantage de la batterie si la tension de la batterie est élevée). Fonctionne avec le vrai comparateur LM393 ainsi que LM358, sans aucun changement. L'Opamp / comparateur accepte le secteur ou la tension de sortie à la broche non inverseuse pour la comparaison avec la batterie. Je pense que c'est presque parfait. Merci pour la générosité!

PS: devrait probablement remplacer 1N4148 par 1N4007, mais 1N5819 est le meilleur.