Switch à base de NMOS

[USMC]

Bonsoir à tous,

Je rencontre quelques petits problèmes pour faire un switch à base de NMOS.

Le besoin : Couper l'alimentation du raspberry pi quand la tension de la batterie qui alimente le convertisseur boost atteint un certain seuil.
Le raspberry lis la tension de la batterie via un CAN, quand la tension atteint un certain seuil, le raspberry s'éteint.

Voici l'horreur que j'ai pondu :

Switch NMOS.JPG

Je pose les fondations :
V1 = 5,2v tiré d'une alimentation, V2 = 5,2v tiré d'un convertisseur boost sur batterie, V3 = 3,3v tiré d'un raspberry pi
Quand V1 = 5,2v, V2= 0v et quand V1 = 0v, V2 = 5,2v
V1 et V3 sont chargées de commander le NMOS.

D2 et D4 empêche que V2 et V3 reviennent dans V1 quand V1 = 0v
D5 empêche que V1 ne revienne dans V2 quand V2 = 0v
D1 empêche que C1 ne se décharge dans la GPIO du raspberry pi quand celle-ci passe à 0v
D3 empêche que C1 soit chargé par V1, mais au final je ne suis plus trop convaincu de l'utilité de celle-ci.

R1 limite le courant sur la grille du NMOS et cadence la décharge du condensateur C1 (car il faut laisser au rapsberry le temps de s’éteindre proprement.)
R2 représente la charge (le raspberry).

Est-ce que la logique est bonne ?

J'ai simulé sur LTSpice, et le truc c'est que j'arrive jamais à avoir 5v sur ma charge, je pense que ça vient du choix du NMOS.
Aussi, est-ce qu'il y a moyen de ne pas avoir de perte de tension à cause des diodes ?

Je commence à me dire que ce serait plus simple d'utiliser un LTC4416..

Merci.
Cordialement,
-----

[DAUDET78]

J'ai simulé sur LTSpice, et le truc c'est que j'arrive jamais à avoir 5v sur ma charge, je pense que ça vient du choix du NMOS.

Un peu normal , tu utilises le NMOS en suiveur !
Pour le rendre conducteur, il faut que la grille soit portée à 5 ou 10V

au dessus de la tension source

Avec un PMOS, c'est plus facile. Y a eu une discussion avec des schémas sur le sujet.

[DAUDET78]

Regarde le schéma en #21 http://forums.futura-sciences.com/el...sistor.html#21

[RevaMD]

Tout a fait, DAUDET78 a ete plus vite que moi!

Aussi pour eviter les diodes qui te feront perdre 0.6V, ce qui peut etre critique pour un rpi : on peut mettre 2 mosfet tête-beche.
Prendre du Vgs bas (logic level qui declenche vers 2-3V).

[A voir en vidéo sur Futura]

[RevaMD]

Autrement niveau topologie de la chaine d'alim, je conseillerai de passer en permanance par ton alim chargeur -> batterie -> boost -> rpi avec retour vers le rpi en cas d'absence de tension chargeur. Le rpi sait alors qu'il a x minutes pour s'eteindre.

Peutetre que le probleme du rpi eteint qui continu de consommer n'est pas resolu.

[DAUDET78]

Je n'ai pas retrouvé la discussion, mais ce schéma en était une réponse :



Un bouton poussoir met le µC sous tension
Il peut s'auto-couper

PS : y avait le même schéma avec un PMOS

[DAUDET78]

Version PMOS

[USMC]

Bonjour à tous les deux et merci pour vos réponses.

Si je choisi un PMOS pour mon switch, on est d'accord que cela aura le comportement suivant ?
- Grille du PMOS non alimenté : le raspberry est alimenté
- Grille du PMOS à 3,3v ou 5v : le raspberry n'est plus alimenté

Parce que si c'est la cas, il me faudrait une logique inverse.

RevaMD, pour la chaîne d'alimentation, est-ce que de cette manière, la batterie n'est pas toujours sollicitée ?

Mon objectif c'était de faire un système autonome en fonction de la présence du secteur. les commandes étant le 5v de l'alim et une GPIO du pi.
Plus de secteur, la batterie prend le relais. Plus de batterie, le raspberry se coupe et l'alimentation est coupée nette.
Le secteur revient, l'alimentation est reconnectée et le pi redémarre tout seul.
Dans le cas ou l'alimentation n'est pas coupée nette, le raspberry ne pourra jamais redémarrer quand le secteur revient.

A bientôt.

[DAUDET78]

Si je choisi un PMOS pour mon switch, on est d'accord que cela aura le comportement suivant ?
- Grille du PMOS non alimenté : le raspberry est alimenté
- Grille du PMOS à 3,3v ou 5v : le raspberry n'est plus alimenté

Ca ne veut rien dire !

- tension grille/source du PMOS =0V : le raspberry n'est plus alimenté
- tension grille/source du PMOS = -3,3v ou -5v (si c'est un PMOS TTL ou logic) : le raspberry est alimenté

[USMC]

Je vais voir si je peux trouver un cours sur les MOSFET, ça m’évitera de dire des bêtises et de savoir comment ça marche..
Merci DAUDET

[DAUDET78]

ça m’évitera de dire des bêtises

Si tu avais analysé/pigé le fonctionnement de mon schéma #7 , tu n'aurais pas raconté de bêtise !

[RevaMD]

Salut,

Mon objectif c'était de faire un système autonome en fonction de la présence du secteur. les commandes étant le 5v de l'alim et une GPIO du pi.
Plus de secteur, la batterie prend le relais. Plus de batterie, le raspberry se coupe et l'alimentation est coupée nette.
Le secteur revient, l'alimentation est reconnectée et le pi redémarre tout seul.
Dans le cas ou l'alimentation n'est pas coupée nette, le raspberry ne pourra jamais redémarrer quand le secteur revient.

C'est tout à fait le genre de montage ou un petit µC est bien pratique (consomme tres peu de courant et possede des entrees ANA), cela dit selon ton cahier des charges il est peutetre possible de tout faire avec un lm324 quad aop :

- 1 aop pour effectuer une temporisation de 1-2min : tel un sablier on decharge un condo doucement et toute les minutes le rpi avec une gpio qui recharge ce condo pour ne pas couper l'alim (mosfet p).
L'aop en comparateur permet d'avoir une coupure franche du 5V pour le rpi (autrement je crains le plantage). A priori les entrée du lm324 consomme 50nA, 2-3minutes doit etre realisable sans un condo enorme.

- 1 aop pour detecter un niveau bas critique de la batterie, dont la sortie viendrait decharger le condo de notre "sablier" (dans le cas ou le rpi plante et ne s'eteint pas, permet de ne pas decharger le lipo < 3.3V )

- 1 aop pour detecter un niveau de batterie pleine (>4.1V), viendrai charger le conso "sablier" en permanence et activerai donc l'alim du rpi.

Ceci n'etant pas parfait (pas moyen de couper l'alim si la batterie est chargée à 90-100%), peutetre qu'un script "shutdownmypi" modifiant la consigne de tension batterie mini (4.0V) pour le forcer à s'eteindre rapidement apres un retrait manuel de la prise secteur du chargeur.
Parcontre le rpi redemarre tout seul apres avoir rebrancher la prise secteur avec un delai de rechargement de la batterie de 4.0V à 4.1V : faut voir si c'est acceptable.

Ps : motivation du montage : corruption de sd apres coupure de l'alim ?

[USMC]

Bonjour RevaMD et DAUDET,

RevaMD, pour le montage avec AOP, je pense que ça n'ira pas par rapport au but final que je souhaite accomplir.
Pour les motivations du projet : Extinction propre du raspberry pour la carte SD, Envoie de SMS et connexion 3G via le raspberry pendant qu'il est sous batterie.

Je pense que je tiens le montage pour faire ce que je veux.
DAUDET, merci, car il est majoritairement inspiré du montage que tu m'a partagé.

Le voici :



Simulé sur LTSpice, le fonctionnement est bien celui attendu.
Valim = 5.6v et Vboost = 5.6v quand Valim = 0v. Vboost est alimenté par une batterie.
Dans le cas ou Valim n'est plus présent, je contrôle la coupure via Vpi3.3 (GPIO du Pi) que je passe en état bas pour déconnecter la charge.
C1 permet de temporiser la bascule du Switch, laissant le temps au Pi de s'éteindre correctement.

Vous en pensez quoi ?

Merci.
Cordialement,