电池供电切换电路,双电源供电电路分享-KIA MOS管
电池供电切换电路图
利用两个肖特基二极管隔离两种电源,如图所示。
这种电路要求交流适配器的输出电压必须高于电池DC/DC变换的输出电压。当接入交流适配器时,二极管VD2被反偏,禁止电流从电池流向负载。当去掉交流电源时,二极管VD1可防止电流从电池流入适配器。
这种方案设计简单,占用印制电路板面积小。但它存在两个缺点:VD2的正向电压(大约为0.4V)降低了DC/DC的输出电压,如果输出电压低于启动电压,该方案将不适用;另外,VD2的正向电压也浪费了电池的功率,二极管VD2所耗散的功率等于负载电流乘以正向压降。
在图2中,用一个P沟道MOSFET代替图1中的二极管VD2。切换到电池时,MOSFET导通,电池向负载供电。接入交流适配器时,MOSFET的栅极电压高于其源极电压,处于关断状态,从而切断了电池与负载的连接。
对100mA的负载电流,一个导通电阻为50mD的P沟道MOSFET的电压降为O.5mV,耗电仅0.5mW。而图1所示的二极管配置方式,电压降为400mV,功率损耗为40mW。MOSFET的导通电阻依赖于它的栅极偏置。
在图2中,当去掉交流电源时,MOSFET的栅极电压为零,源极为电池电压。MOSFET的导通电阻应在此偏压下足够低,保证在最大负载电流下能够获得所期望的输出电压。因此,应尽量选用低阈值的MOSFET管。
双电源电路图
电路原理:
电路由1个P-MOS、1个二极管(推荐用肖特基,压降小)、1个适当阻值的下拉电阻组成。
假设USB电源电压为5.0V,交流适配器的电压为5.5V,比USB的略高。
当交流适配器的5.5V单独接入时,二极管导通,电路自动切换为交流适配器供电,此时用电端电压为5.5-0.3=5.2V。
当USB-5V单独接入时,P-MOS的DS寄生二极管首先导通,S极电压为5-0.7=4.3V,而此时的G极被下拉电阻拉低为0V,故Vgs=0-4.3=-4.3V。-4.3V《P-MOS的GS最低导通门限电压,于是P-MOS导通,之后用电端电压为5-I*Ron。由于MOS的导通电压都比较低,约几十mΩ,且一般电路电流都不会超过2A,故P-MOS的导通压降几乎可以不计。可以非常高效的将5V输出至用电端。
当交流适配器5.5V与USB-5V同时接入时,肖特基D1导通,此时P-MOS的G极电压为5.5V,S极电压为5.2V,Vgs=5.5-5.2=0.3V,0.3V》P-MOS的GS最低导通门限电压,于是P-MOS关断。电路便自动切换为由输入电压较高的交流适配器供电。
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