電池供電切換電路,雙電源供電電路分享-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2025-01-09
利用兩個(gè)肖特基二極管隔離兩種電源，如圖所示。
這種電路要求交流適配器的輸出電壓必須高于電池DC/DC變換的輸出電壓。當(dāng)接入交流適配器時(shí)，二極管VD2被反偏，禁止電流從電池流向負(fù)載。當(dāng)去掉交流電源時(shí)，二極管VD1可防止電流從電池流入適配器。
這種方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，占用印制電路板面積小。但它存在兩個(gè)缺點(diǎn)：VD2的正向電壓（大約為0.4V）降低了DC/DC的輸出電壓，如果輸出電壓低于啟動(dòng)電壓，該方案將不適用；另外，VD2的正向電壓也浪費(fèi)了電池的功率，二極管VD2所耗散的功率等于負(fù)載電流乘以正向壓降。
在圖2中，用一個(gè)P溝道MOSFET代替圖1中的二極管VD2。切換到電池時(shí)，MOSFET導(dǎo)通，電池向負(fù)載供電。接入交流適配器時(shí)，MOSFET的柵極電壓高于其源極電壓，處于關(guān)斷狀態(tài)，從而切斷了電池與負(fù)載的連接。
對(duì)100mA的負(fù)載電流，一個(gè)導(dǎo)通電阻為50mD的P溝道MOSFET的電壓降為O.5mV，耗電僅0.5mW。而圖1所示的二極管配置方式，電壓降為400mV，功率損耗為40mW。MOSFET的導(dǎo)通電阻依賴于它的柵極偏置。
在圖2中，當(dāng)去掉交流電源時(shí)，MOSFET的柵極電壓為零，源極為電池電壓。MOSFET的導(dǎo)通電阻應(yīng)在此偏壓下足夠低，保證在最大負(fù)載電流下能夠獲得所期望的輸出電壓。因此，應(yīng)盡量選用低閾值的MOSFET管。
電路原理：
電路由1個(gè)P-MOS、1個(gè)二極管（推薦用肖特基，壓降?。?、1個(gè)適當(dāng)阻值的下拉電阻組成。
假設(shè)USB電源電壓為5.0V，交流適配器的電壓為5.5V，比USB的略高。
當(dāng)交流適配器的5.5V單獨(dú)接入時(shí)，二極管導(dǎo)通，電路自動(dòng)切換為交流適配器供電，此時(shí)用電端電壓為5.5-0.3=5.2V。
當(dāng)USB-5V單獨(dú)接入時(shí)，P-MOS的DS寄生二極管首先導(dǎo)通，S極電壓為5-0.7=4.3V，而此時(shí)的G極被下拉電阻拉低為0V，故Vgs=0-4.3=-4.3V。-4.3V《P-MOS的GS最低導(dǎo)通門限電壓，于是P-MOS導(dǎo)通，之后用電端電壓為5-I*Ron。由于MOS的導(dǎo)通電壓都比較低，約幾十mΩ，且一般電路電流都不會(huì)超過2A，故P-MOS的導(dǎo)通壓降幾乎可以不計(jì)。可以非常高效的將5V輸出至用電端。
當(dāng)交流適配器5.5V與USB-5V同時(shí)接入時(shí)，肖特基D1導(dǎo)通，此時(shí)P-MOS的G極電壓為5.5V，S極電壓為5.2V，Vgs=5.5-5.2=0.3V，0.3V》P-MOS的GS最低導(dǎo)通門限電壓，于是P-MOS關(guān)斷。電路便自動(dòng)切換為由輸入電壓較高的交流適配器供電。
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