Power Path Problem

[Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)]

Hallo zusammen,

ich arbeite an einem Gerät das grundsätzlich über einen in den 
Transceiver integrierten Schaltregler aus dem angeschlossenem Bussystem 
(KNX) versorgt wird.
Zum Flashen aber auch für "Service" Anwendungen hat das Gerät aber auch 
eine USB Buchse mit Terminalprogramm)

Über USB wird das Gerät im "FW-Flash" usecase mit einem LDO und einer 
Schottky Diode mit Spannung versorgt. Soweit, so gut.

Jetzt kommt es in dem Fall dass der User zuerst USB anschließt und dann 
das Bussystem mit dem Schaltregler, dass der Schaltregler wahrscheinlich 
über die erfolgte "Rückwärtsbestromung" in einen Latchupeffekt oder so 
reinläuft und nicht mehr arbeitet wie gewünscht und sich nach gewisser 
Zeit auch selbst vernichtet..

Soll man ja auch nicht machen, Schaltregler mit Fremdspannung zu 
beglücken.

Die einfachste Lösung, eine zweite Diode in dem Strompfad Schaltregler 
=> 3,3V Rail, scheiter am Drop den ich mir nicht leisten kann und an den 
festen 3,3V Ausgangsspannung des Schaltreglers.

Um es noch etwas komplexer zu machen.. es gibt zwei 3,3V Rails, da der 
Transceiver zwei unabhängige Schaltregler (mit je 100mA) mitbringt.
Die sind über die beiden Dioden im aktuellen Zustand entkoppelt.

Jetzt suche ich nach dem "heiligen Gral"..
- kompakte Lösung (ich hab nicht viel Platz)
- energieeffizient (ich bin bei dem was ich an Leistung aus dem Bus 
entnehmen darf, an der Grenze)
- und kosten solls natürlich auch nichts (möglichst wenig ;) )

Ich hatte dazu folgende Ideen:
a) Versorgung über Schaltregler wegschalten, wenn das Gerät per USB 
versorgt wird (ActiveLow- High-Side Switch)
b) Ideale Diode Max40200 oder sowas verwenden um die Rückwärtsbestromung 
zu verhindern
c) Grundsätzlich denkbar wäre, die Versorgung des LAN-Parts im USB Fall 
zu unterlassen. Primär dient der USB zum FW-Laden. Daher vertretbar 
(aber nicht ideal).

Der Max40200 ist relativ teuer mit 50-60Cent.. x2 sind es schon 1,20.
Passende High-Side Switches gibts viele, auch günstig vom Chinesen zB 
CH217K (15Cent).

Funktionieren denn meine angedachten Lösungen a und b überhaupt oder 
übersehe ich was?
Gibts alternative Arten das zu lösen oder alternative interessante 
Bauteile?

So was wie einen 2kanaligen PowerMuxer im SOT23 oder so..

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Ing-Dom schrieb:
> dass der Schaltregler wahrscheinlich über die erfolgte
> "Rückwärtsbestromung" in einen Latchupeffekt oder so reinläuft
Das "oder so" ist das hier: synchrone DCDC-Wandler arbeiten gerne mal 
"rückwärts" als Stepup, wenn der Ausgang bestromt und der Eingang offen 
ist. Siehe z.B. den Beitrag "Rock Versorgung USV gestützt" und den 
Beitrag "AP64502 stirbt bei Vout > Vin".

[Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)]

hmm mein Stepup stirbt aber nicht in dem Fall das V-out > V-in - das 
übersteht er ohne Probleme dauerhaft, ohne Erwärmung, nennenswerten 
Stromfluss oder dass an Vin irgendeine Spannung messbar wäre.
Der buck bzw die bucks sind aber in den transceiver integriert:
https://www.onsemi.com/download/data-sheet/pdf/ncn5130-d.pdf

Der Fall tritt dann auf, wenn das Gerät per USB versorgt ist und man 
dann Busspannung anlegt. Der stepup fängt an zu arbeiten und liefert 
auch 3,3V - das merkt man daran dass die 3,3V Rail dann auch 3,3V hat, 
statt 3,0V im Falle der Versorgung über USB => LDO => Schottky.
Nur passiert dann folgendes.. die Rail bricht immer wieder auf 3V ein, 
schweankt also zwischen 3 und 3,3V.
Dabei steigt der vom Bus aufgenommene Strom auf 45mA (normal wäre 35mA) 
und der NCN mit den Schaltreglern wird heiß...

Ich denke aber das ist gar nicht so wichtig, denn das man den DCDC nicht 
rückwärts betreiben sollte stimmt ja sowieso.
Die Frage ist nur, wie man das Schaltungstechnisch am geschicktesten 
umsetzt..

PS: korrekt: an Vin sind 3,3V messbar, an VBus 0V. Aber das ist klar, da 
ist eine Diode dazwischen..

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Ing-Dom schrieb:
> und dann das Bussystem mit dem Schaltregler,

Das laeuft auf eine klassische Überschwingung, wie beim Einschalten mit 
parasitaeren Induktivitaeten, Diode und Elko hinaus.