Überwachung Akkuspannung führt zu "Neustart" des Schaltreglers

[Torsten S. (biologist)]

Hallo Forum,

ich nutze einen ESP32-WROVER-E + RFID-Reader + Neopixelring + ClassD-Amp 
(MAX98357a) + SD-Reader als MP3-Player für Kinder. Versorgt wird das 
Ganze per USB und/oder LiPo/LiFePO4-Akku (inkl. integrierter 
Ladeelektronik mittels TP5000), wobei der Strombedarf im Betrieb 
zwischen ca. 120 und 200 mA liegt. Bisher erfolgte die Versorgung bei 
USB / LiPo über einen LDO und bei LiFePO4 direkt (Spannung passt ja). Es 
muss möglich sein, und das klappt auch, dass das Ganze weiterläuft, wenn 
Akku + USB angeschlossen sind und dabei im Betrieb der USB-Stecker 
gezogen wird. Realisiert wird die Umschaltung der Spannungsquelle über 
einen ORing mittels FET (AO3401A).

Um die Effizienz zu erhöhen und um ein einheitliches Spannungsniveau 
auch bei LiFePO4 zu haben, habe ich vor "Ewigkeiten" ein PCB designed, 
das den Schaltregler TPS63000 verwendet. Das funktioniert soweit alles, 
es gibt jedoch ein Problem: Um zu verhindern, dass die Akkus 
tiefentladen werden, habe ich zum Monitoring einen SGM809 
(https://www.sg-micro.com/rect/assets/0315d0d0-5a94-4405-8ef0-c5799799c401/SGM803_SGM809_SGM810.pdf) 
mit einer CutOff-Voltage von 3,08 V eingefügt. Dessen Ausgang steuert 
den Enable-Eingang des TPS63000 an. Habe ich dieses Monitoring aktiv 
(habe einen Bypass mitdesignt), dann bricht mir beim Rausziehen des 
USB-Steckers die Spannung kurz ein (laut Oszi wohl so etwa 1 ms lang) 
und der TPS63000 geht aus, um kurz danach wieder neu zu starten. Den 
Eingang des SGM809 habe ich mit einem RC-Glied (100 Ohm und 2,2 uF) 
gedämpft und den TPS63000 eingangsseitig mit 10 + 22 uF stabilisiert 
(ausgangsseitig mit 3x10 + 22 uF); den ESP32 mit 100 + 10 uF. Im 
Bypass-Modus läuft auch alles wie gewünscht.

Wie löst man sowas am besten bzw. wie geht man das an? Meine Ideen:
a) Vielleicht den ORing in seiner aktuellen Implementierung auflösen und 
stattdessen einen Umschalter wie den TPS2116 
(https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps2116.pdf) verwenden?
b) Alternativ könnte ich sicher auch den jetzigen ORing zusätzlich 
puffern (welche Kapazität?) und/oder das RC-Glied am Eingang des SGM809 
anders auslegen.
c) Ich bin nicht auf den SGM809 festgelegt und hatte zB auch schon den 
CN301 
(https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/1133189/CONSONANCE/CN301.html) 
im Blick. Vielleicht gibt's ja auch Lösungen, die "toleranter" sind bzw. 
bei denen eine Sensitivität einstellbar ist.


(Habe mal ein Bild angehängt. Leider blendet KiCad irgendwie die 
Bezeichner und die Größen aus. Hoffe es geht auch so.)

[Michael B. (laberkopp)]

Torsten S. schrieb:
> Wie löst man sowas am besten

VIN vom 809 an Bat+ ?

[Torsten S. (biologist)]

Hmm, so habe ich das noch gar nicht gesehen :-) Allerdings müsste die 
Schaltung auch funktionieren, wenn kein Akku dranhängt - hätte ich noch 
dazuschreiben sollen.
TPS63000.EN braucht dann also einen PullUp, der Akku oder USB sein 
könnte. Die miteinander irgendwie verbinden will ich aber auch nicht, da 
über 5 V direkt ein Strom (am Laderegler vorbei) in den Akku fließen 
würde. Diode an dieser Stelle will ich an für sich aber auch keine 
benutzen, da die Spannung speziell von LiFePO4 damit unnötig "reduziert" 
würde.

[Torsten S. (biologist)]

Hmm, vielleicht würde das doch gehen, VIN des SGM809 zusätzlich über 
eine Schottky-Diode mit Bat+ zu verbinden. Der Spannungsabfall stört an 
der Stelle ja nicht, weil's nur der ENABLE-Eingang ist. Die eigentliche 
Last läuft ja über den ORing.

Das probiere ich mal aus. Danke.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Den Spannungsregler mit einer Sekunde Verzögerung abschalten.