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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 

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電池供電切換電路,雙電源供電電路分享-KIA MOS管


電池供電切換電路圖

利用兩個(gè)肖特基二極管隔離兩種電源,如圖所示。

電池供電切換電路

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。

電池供電切換電路

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。


雙電源電路圖

電池供電切換電路

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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