Frage zu einer Schaltung (MOSFET, Dioden)

[ebtschi (Gast)]

Hallo Leute,

ich würde gerne folgende Versorgungs-Schaltung realisieren:

Ein IC soll dann mit +5V versorgt werden, wenn ein Hub-IC mit 3.3V 
versorgt wird. Ausserdem gibt es 2 verschiedene Quellen fuer die 5V, je 
nachdem ob das Teil ueber Akku versorgt wird und die 5V Charge Pump 
eingeschaltet ist (Signal +5V) oder ueber Kabel mit dem Rechner 
verbunden ist (Signal DCin).
Es ist auch der Fall moeglich, dass das Geraet ueber Akku versorgt wird, 
aber die 5V Charge Pump nicht eingeschaltet ist. In diesem Fall soll der 
IC mit den selben 3.3V versorgt werden wie der Hub-IC.

Grund für das Ganze ist dass der IC mit 3.3V läuft, aber viel mehr 
Energie braucht als mit 5V. Aus Effizienz-Gründen habe ich mir diese 
Schaltung überlegt:

HubVSG ist entweder 0 oder 3.3V. Wenn es 0 ist, soll out auch 0 sein. 
Ansonsten soll out die jeweils hoechste der 3 Spannungen haben.
+5V und DCin haben jeweils entweder +5V oder 0V.

                        +5V     DC in
                          |     |
                          V     V
                          -     -  BAT60A
                          |     |
                          +--+--+
                             |
                             |
                          ||-+
                          ||<- IRLML2502TRPBF N-MOSFET, SOT-23
          HubVSG +----+---||-+
                      |      |
                      V      |
               BAT60A -      |
                      |      |
                      +------+----+----- out
                                  |
                                 ---
                                 ---
                                  |
                                  GND

Geht das so? Kann man was verbessern? :-)

[Bernd K. (bmk)]

Man kann mit einem N-Kanal nicht so ohne weiteres Highside schalten.

Der Grund: Dein MOSFET möchte zum Durchschalten mind. 3V an G-S sehen.
Wenn er leitet, ist aber 5V nach S durchgeschaltet und wenn VGS 3V oben
drauf haben soll, sind das in Summe 8V bezogen auf GND. Ginge dann z.B.
mit Hilfsspannung oder Bootstrap mit 100% Einschaltdauer. Aufwand.

Hierfür gibt es eben die P-Kanal MOSFETs, damit kann man Highside
schalten ohne Hilfsspannung. Spezifiziert mit Vgs unter 3V sind die
aber rar gesäht, als Beispiel käme der SI4463 infrage.

[mitlesender Gast (Gast)]

Du brauchst einen P-FET zum Schalten und einen N-FET (oder Transistor) 
um diesen Anzusteuern.
Schaltung in etwa wie eingezeichnet.

P-FET z.B. IRLML2244TRPbF
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlml2244pbf.pdf

(oder du schaltest das GND, dann wird es einfacher.)

[ebtschi (Gast)]

Besten Dank für die schnellen Antworten!

Wenn ich statt HubVSG ein Steuersignal anhaenge (3.3V Pegel), das 
invertiert ist (low == Spannung ein), klappt es dann so?

Wenn ich nur eine Spannung habe (z.B. nur +5V) kann ich dann auch die 
Diode nach dem FET unterbringen? Macht das einen Unterschied?

[ebtschi (Gast)]

Uuuund noch eine FET-Frage ;-)

Das Signal usbsw wird verwendet, um ein USB-Signal entweder zu einem Hub 
zu leiten, oder direkt an ein anderes Geraet. Das wird von einem FSUSB30 
uebernommen, was auch wunderbar funktioniert.
Leider hat der Hub keine integrierten USB-Widerstaende. Meine Idee ist, 
den 1k5 Pullup mit usbsw anzusteuern.
Wenn usbsw high ist (default, durch Reset-IC), dann gibt es einen 1k5 
Pullup auf USB D+. Wenn usbsw low ist (override, durch Mikrocontroller) 
dann gibt es keinen 1k5 pullup oder pulldown, sondern die angegebene 
Schaltung wird hochohmig gegenueber USB D+.


                                       Reset IC
                                          __
                                       -o|  |o-
                                       -o|  |o-
                             reset     -o|  |o-
                               +------+-o|__|o-
                              .-.    .-.
                              | |    | |
                          1k5 | |    | |15k
                              '-'    '-'
                               |      |
                               |     usbsw
                            ||-+
                   usbsw    ||->
                    --------||-+
                               |
                               |
                               |
                               |
                               |
                             USB D+

Geht das so? :D

[mitlesender Gast (Gast)]

ebtschi schrieb:
> Wenn ich statt HubVSG ein Steuersignal anhaenge (3.3V Pegel), das
> invertiert ist (low == Spannung ein), klappt es dann so?

Nein, dann müsstest du das Signal invertieren.
Ich habs so gezeichnet wie in deinem ersten Post:
> HubVSG ist entweder 0 oder 3.3V. Wenn es 0 ist, soll out auch 0 sein.


> Wenn ich nur eine Spannung habe (z.B. nur +5V) kann ich dann auch die
> Diode nach dem FET unterbringen?
Sollte gehen.


ebtschi schrieb:
> Meine Idee ist,
> den 1k5 Pullup mit usbsw anzusteuern.

Du kannst mit der Schaltung im Prinzip schon auch die Speisung zu den 
Pullups an-/abschalten. Ob das aber gut geht mit USB und die Spez. noch 
eingehalten werden, wage ich zu bezweifeln.

[ebtschi (Gast)]

mitlesender Gast schrieb:
>> Wenn ich nur eine Spannung habe (z.B. nur +5V) kann ich dann auch die
>> Diode nach dem FET unterbringen?
> Sollte gehen.

Macht das einen Unterschied? Ist eine Variante besser als die andere?

mitlesender Gast schrieb:
> ebtschi schrieb:
>> Meine Idee ist,
>> den 1k5 Pullup mit usbsw anzusteuern.
>
> Du kannst mit der Schaltung im Prinzip schon auch die Speisung zu den
> Pullups an-/abschalten. Ob das aber gut geht mit USB und die Spez. noch
> eingehalten werden, wage ich zu bezweifeln.

Gibt es eine bessere Loesung als die die ich vorgeschlagen habe?