5V ups电路振荡？

我正在尝试设计5V UPS。如果线路电压降至约4V以下，则应切换负载电源。电池电压可能在3.8至5V之间。我在LTSpiceIV中模拟。

我将使用mosfet来为电池供电，以避免肖特基电压降。但是，当线路电压接近4.4V时，电路开始振荡。实际使用中会不会有问题？另外，如何用mosfets代替其他肖特基呢？我认为tl431中运算放大器的高增益可能会引起振荡，但不确定。电路使用肖特基而不是电池之后的第一个MOSFET进行精细模拟。

我对此没有太多经验。所有建议将不胜感激。

我又添加了2个mosfets并获得了这个。线路电压循环时仍会振荡，但当我对V1使用固定的DV电压时，似乎仍然可以模拟。我想知道这是否是LTSpice怪癖，或者时间步伐太小，还是一个真正的问题。。。当线路电压降至4.21V以下时，电源切换至电池。

TL431超出规格范围，数据手册中规定了基准电压才能正常工作所需的最小0.7mA至1mA阴极电流，请参阅第5至13页“调整的最小阴极电流”参数中列出的表格。

乍一看，R1甚至在电压被U3切断之前就已经变高了。阴极电压也必须至少接近参考电压，请参见第21页的比较器示例和第22页的表，以及您对参考应如何工作的常识。

也许降低R1的值，并通过两个二极管从最高电压源馈送R1的值就可以了。

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

如果您的电路在电池上工作良好，并且担心较高的电流消耗，则可以做出妥协，并稍微修改原理图，以便仅在V1足够高时为参数提供TL431。

^{模拟该电路}

更新资料

我无法使您的电路保持原样或进行细微更改。

电压降检测器无法正常工作，因为当U1进入工作范围且阴极电压高于2V时，M1晶体管始终处于打开状态。

问题在于，线性增益反馈环路会放大噪声，并在没有像单位增益稳定运算放大器这样的积分器的情况下，在闭环中由于相位裕量不足而振荡。说到操作。TL431是一款具有低增益的可编程齐纳二极管，其性能可能类似于具有（R6 + R2）/ R2 * 2V = 4.94V的低增益的低增益闭环运算放大器。

违反数据表

（对Dorian进行此故障检测表示敬意）。如果您认为自己可以做得更好，或者只是想通过第一步中的错误来学习，那么这个答案更适合于如何设计任何解决方案，例如在规格1st，选择2nd（制造或购买）然后在3st make上使用OR FET开关和声明示例。

I min的最小阴极电流见图20 Vka = Vref 0.4mA min 0.7 mA典型值调节
R1的值和位置错误。U1不可能从Rbat的Vbat = 4V上拉电压达到5V，因此只有泄漏电流。 错误。

始终以低于您要调节的电压的某个阈值进行比较，而不是更多。

您要检测5V降至4V以下，然后切换输出。

不幸的是4V并不是USB的良好来源，因此有必要重新考虑您的要求并更改设计参数。

• 也许您想启用4V蝙蝠以在USB掉线时升至5V。
• 也许您希望5V“ UPS”在Vbvat至Vmin的范围内工作，因此需要升压调节器

• 也许您还想调节对Vbat的充电

  • 这些总是在您的整体系统设计规范第1个“先验”中定义，并像其他数据表一样列出了变量和最小-最大值的列表

  

对所有新手的建议：

首先针对所有输入和输出条件制定适当的设计规格。

恩，恩！我终于找到了这个看起来不丑陋的电路，它仍然在电池电压下振荡，但是在高于电池电压时仍然稳定！铅酸电池的最大电压可能为4.5V，这是USB规范的下限。

问题不是电源电压可能不稳定。它可能会暂时不稳定，这不是问题。如果它确实不稳定或超出规格范围，请更换壁式疣。无法维持电压的壁式疣可能出了很多问题。不想信任它为微控制器供电。

真正的问题是电池电压一旦下降到太低就必须切断，以免永久损坏电池。调整电阻以尝尝。电路比以前便宜，而且更可靠。肖特基是我的朋友，我不在乎他！他为我省了很多头痛。无论如何，由电池供电的电路必须能够以远低于4.7V的电压运行。

PS：我不喜欢单芯片解决方案，它们很难让我站在这个星球上。另外，我不能抽烟他们故意

更新：

这是看起来更加优雅（非丑陋）的示意图。正如Dorian和其他人指出的那样，TL431需要一个最小的电流来工作。因此，这需要可靠的电压源才能运行。这意味着它必须依靠电池来工作。TL431实际上必须充当比较器，否则mosfets将处于线性模式并开始升温。由于电源电压的进入，栅极电压变得非常接近U2的源极电压。这是上述振荡的真正原因，而不是数据手册中的tl431违背。即使将tl431完全移除，也会发生振荡。mosfets为逻辑级别也无济于事。对于下面的电路，mosfet已被N通道mosfet取代。但是，这会在完全导通时导致电源电压下降。负载电压从2。8V至4.7V，电路工作完美，无振荡。可以切换R6和tl431的位置，但tl431阳极将仅上升至2.5V，并且mosfet（现在再次由P沟道mosfet取代）将始终保持导通。

但是随后，由于tl431始终被用作比较器，并且还需要工作电源才能工作，为什么不将其完全替换为较低电流的比较器（例如器件）呢？不幸的是，lm358不能达到+ ve轨， mosfet是逻辑级的。因此，当电源电压高时，反向电流流入电池（当电池电压从3.85降至3.6V时为0-60mA）。电量不足时，这会trick流给电池充电。希望这可能是一件好事。该电路在2V至5V的所有电源电压下均能完美工作，且无振荡。电路确实取决于二极管两端的电压降。如果电池电压高，更换为1N4148不能保证它不会出现振荡。实际的比较器LM393无法正确模拟电路。建议在使用前进行正确的测试。

振荡是由第二MOSFET的源极和栅极电压处的某种竞争条件引起的。我仍然不知道到底发生了什么。但是修改后的电路可以解决我的问题。这不是完美的答案。但这是最好的答案。我接受自己的回答。

更多更新！

再次调整，仔细观察，mosfets在Y轴上翻转，因此源在内部。现在，电路在所有电源和电池电压下都完全稳定。在某些情况下，取决于电源与电池的电压差，某些some流电流可能会流到电池（可能为60mA）。电路可与肖特基或1n4148配合使用（尽管显然对1n4148而言，如果电池电压高，它将从电池中汲取更多电量）。无需更改，即可与真正的比较器LM393和LM358一起使用。运算放大器/比较器在同相引脚上接受市电或输出电压，以便与电池进行比较。我认为它接近完美。感谢您的悬赏！

PS：可能应将1N4148替换为1N4007，但最好使用1N5819。