求用MOS构成代替二极管的防倒灌电路

Fireflying

应用场景简化描述：家里的光猫，给它弄个后备电源，平时用适配器供电，市电停电的时候用电池供电。
为了防止市电停电的时候，电池向适配器端口产生反向倒灌电流，目前是用肖特基二极管做隔离。如下图，但是这个方式有个弊端，二极管压降比较大（实际的应用电路跟简化电路有差异，具体细节我就不展开讲了，总之对二极管压降比较敏感），大约有0.4V的样子。



我现在想用MOS管构成一个跟二极管功能一样的电路，这样电压损耗会小一点，目的就是在市电停电的时候能够阻断电池端的电流倒灌至适配器端。网上查了一个电路，用一枚PMOS，这电路我仿真了一下，貌似达不到防止倒灌的功能，仿真结果是适配器没有电压了，PMOS仍然维持导通，电池电流仍然会倒灌。后面这个电路，实际上是个防反接电路，它能够实现适配器极性接反的时候保护电路。跟我这个防止倒灌的需求并不一样。
是不是我需要用两枚MOS背靠背才能解决问题，但是具体电路我没想明白。哪位老师比较熟悉这一块的请不吝赐教。

jiachangchun

hntc123 发表于 2022-11-26 17:14
继电器功耗不小呀。

小继电器，有交流电时吸合

往事已去

“电池向适配器端口产生反向倒灌电流”，这个有影响吗？适配器端口一般就是整流滤波+误差取样，倒灌无所谓，不需要折腾。

jiachangchun

继电器切换多简单啊

Fireflying

diyou 发表于 2019-7-15 19:23
二极管这么点压降， 光猫不受影响吧。

实际电路比这个简化的图要复杂一点，光猫是12V供电，我制作了一个单锂升压电路，由一组并联的锂电池升压到12V提供后备电源。

需要实现市电正常到停电的变化当口，电路能够自动切换：市电正常的时候，升压电路不工作，充电电路工作，利用适配器的电源给锂电池充电，当市电停电的时候，要迅速的启动升压电路，切换动作要尽量快，避免瞬间掉电让光猫重启。

我这光猫在输入电压低于大约9.5V的时候，哪怕再上升到12V就会重启，也就是说我要保证切换动作的间隙滤波电容器两端的电压降低不能低于9.5V。

目前我是用的继电器执行切换，前端用TL431搭成电压监测电路，当适配器输入电压降低到10V以下时，继电器翻转动作，把锂电池从充电板转接到升压板上面。目前工作基本正常，但是由于继电器的机械切换动作时间比较长，偶尔还是会出现光猫重启的现象。
就是因为肖特基二极管上面消耗了0.4V，使得到达滤波电容器那的电压已经被“克扣”掉了0.4V，加上继电器机械动作时间比较长，两个因素综合之下，导致偶尔光猫会重启。虽然，我可以加大滤波电容器，但是增大电容器的话，虽然会减缓切换瞬间电压跌落的趋势，但是对升压电路会带来启动瞬间给电容器充电的电流增大的新问题，结果是锂电池的保护板偶尔会过流保护动作。

所以我想弃用继电器，改MOS电子切换，这样能更快的启动升压电路（升压电路达到预设电压也需要时间），这个电子切换的问题已经有方案。在此同时我想解决掉二极管压降这个问题。

我不能等到适配器的电压降到零再切换，因为那时候滤波电容器两端的电压也已经跌落到允许值以下了，所以必须越早切换越好，所以选择10V为切换的临界动作点。但是由于继电器这种机械装置的动作速度还是太慢，偶尔还是造成光猫重启。

Fireflying

jiachangchun 发表于 2019-7-15 19:49
继电器切换多简单啊

目前就是用继电器的，存在切换速度太慢的问题，具体原因参见上贴。

6na

jiachangchun 发表于 2019-7-15 19:49
继电器切换多简单啊

继电器也做不到。

junyee

二极管 意味着两端要 有压差.
如用MOS代替,导通后两端压差接近0,在断电后 电路上难以判断.

你这个电池保护的电路只是当电池反接时关断,(图S-D应该错了,由于寄生二极管存在,根本保护不了....)

用二极管反倒是最简的办法...

6na

必须再增加一路市电，可以在现有光猫电源适配器加二极管整流取出，以控制开关器件（晶体或继电器）。
不增加这个辅助电源，市电掉电了，开关器件仍然是导通的，除非你把电池断一下电。

junyee

随便画个电路,不知能不能用,本人菜鸟
仿真下试试..

jiachangchun

Fireflying 发表于 2019-7-15 19:55
目前就是用继电器的，存在切换速度太慢的问题，具体原因参见上贴。

继电器慢可以加一个储能电容，切换的瞬间给路由供电

Fireflying

现在我只需要把二极管压降这个问题搞定，整个装置的功能就比较完美了。
就是用MOS搭出来一个电路，用来取代二极管，构成一个低损耗的“二极管”。

Fireflying

jiachangchun 发表于 2019-7-15 20:05
继电器慢可以加一个储能电容，切换的瞬间给路由供电

电容器有的，只不过简化电路没有画出来，加大电容器的容量会造成升压电路启动瞬间的负荷加重，然后锂电输出的瞬时电流超限，导致锂电保护板过流保护动作。我编辑修改了后面的回帖，

6na

junyee 发表于 2019-7-15 20:04
随便画个电路,不知能不能用,本人菜鸟
仿真下试试..

MOS的2和3脚要反过来

Fireflying

junyee 发表于 2019-7-15 20:04
随便画个电路,不知能不能用,本人菜鸟
仿真下试试..

这个思路应该是可以实现这个功能，用检流电阻两端的极性送到运放上面，再控制MOS，只不过电路略复杂，有没有更简单的电路？譬如锂电保护板里面两个背靠背的MOS那种结构能不能借鉴一下？

johny05

市电掉电时电池组跑哪儿去了？