技術(shù)分享--雙電源切換方案圖解-KIA MOS管

雙電源切換方案

大部分電子產(chǎn)品都配有鋰電池,在沒(méi)有外接電源的時(shí)候,使用鋰電池進(jìn)行供電；當(dāng)外接電源的時(shí)候,使用外部電源供電, 同時(shí)對(duì)鋰電池充電。因此要求電路必須具備能夠根據(jù)是否接有外部電源,而自動(dòng)選擇相應(yīng)供電電源的能力。

常見(jiàn)的簡(jiǎn)單電源切換電路如圖1所示,但這個(gè)電路應(yīng)用條件是有限制和缺陷的,比如電池電壓VBAT不能大于外部電壓VIN,常見(jiàn)的電池電壓為3.7~4.2V,外部電壓為USB的5V時(shí)沒(méi)有問(wèn)題,但是電池電壓為7.2V就不能使用了；

肖特基二極管的壓降雖然已經(jīng)較小,但是依舊有零點(diǎn)幾伏左右,損失的功耗較多,5V外部電壓進(jìn)來(lái)就只變成4V多了；

外部電壓供電時(shí),會(huì)通過(guò)P型MOS 管的體二極管給電池進(jìn)行非正規(guī)充電,當(dāng)然這點(diǎn)可以通過(guò)將Q4 MOS管左右翻轉(zhuǎn)一下解決。

為了解決上述這些缺陷，項(xiàng)目中有時(shí)會(huì)使用較為復(fù)雜的改進(jìn)電路，如圖 2 所示。

其工作原理簡(jiǎn)介如下： 當(dāng)使用外部電源VIN時(shí),三極管Q7導(dǎo)通,三極管Q6截止,P型MOSFETQ3由于柵極和源極通過(guò)電阻R4都接了電池電壓VBAT, 兩者相等,Q3截止,電池電壓VBAT無(wú)法達(dá)到輸出端VCC；

外部電源VIN接通時(shí),VIN首先通過(guò)Q1 MOSFET的寄生二極管到達(dá) 輸出端VCC,同時(shí)Q2三極管導(dǎo)通,使Q1 MOSFET的柵極拉低到GND為低電平,所以Q1的柵源極電壓小于0且達(dá)到導(dǎo)通閾值電平,Q1導(dǎo)通,然后Q1體內(nèi)的寄生二極管就截止了,外部電源VIN通過(guò)Q1達(dá)到輸出端VCC。

此時(shí),Q5 MOSFET的柵源極電壓接 近相等,Q5和體二極管均截止,防止了外部電源VIN對(duì)電池的非正規(guī)充電。

當(dāng)沒(méi)有外部電源VIN時(shí),三極管Q7截止,三極管Q6導(dǎo)通,Q3 MOSFET的柵極電壓為低電平,柵源電壓小于0且達(dá)到導(dǎo)通閾值電平,Q3導(dǎo)通,然后通過(guò)Q5的寄生二極管達(dá)到輸出端VCC,而Q5的柵極此時(shí)為低電平,因此柵源電壓也小于0,Q5導(dǎo)通,其寄生二極管截止,電池電壓到達(dá)輸出端VCC。

由于電源主通路使用了三個(gè)MOSFET,MOSFET在完全導(dǎo)通后其壓降遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于肖特基二極管(只有零點(diǎn)零幾伏),因此其導(dǎo)通損耗很低；

而三個(gè)三極管雖然額外增加了一些功率損耗,但是由于三極管工作在完全飽和狀態(tài),在飽和導(dǎo)通壓降一定的條件下,導(dǎo)通電流可以通過(guò)電阻值設(shè)置的相對(duì)較小,因此功耗也不會(huì)太高。同時(shí)該電路無(wú)論電池電壓是否大于外部電源,都可以使 用,通用性相對(duì)較為廣泛。

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