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。當接入交流適配器時，二極管VD2被反偏，禁止電流從電池流向負載。當去掉交流電源時，二極管VD1可防止電流從電池流入適配器。
這種方案設計簡單，占用印制電路板面積小。但它存在兩個缺點：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電壓，該方案將不適用；另外，VD2的正向電壓也浪費了電池的功率，二極管VD2所耗散的功率等于負載電流乘以正向壓降。
在圖2中，用一個P溝道MOSFET代替圖1中的二極管VD2。切換到電池時，MOSFET導通，電池向負載供電。接入交流適配器時，MOSFET的柵極電壓高于其源極電壓，處于關斷狀態，從而切斷了電池與負載的連接。
對100mA的負載電流，一個導通電阻為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的導通電阻依賴于它的柵極偏置。
在圖2中，當去掉交流電源時，MOSFET的柵極電壓為零，源極為電池電壓。MOSFET的導通電阻應在此偏壓下足夠低，保證在最大負載電流下能夠獲得所期望的輸出電壓。因此，應盡量選用低閾值的MOSFET管。
電路原理：
電路由1個P-MOS、1個二極管（推薦用肖特基，壓降小）、1個適當阻值的下拉電阻組成。
假設USB電源電壓為5.0V，交流適配器的電壓為5.5V，比USB的略高。
當交流適配器的5.5V單獨接入時，二極管導通，電路自動切換為交流適配器供電，此時用電端電壓為5.5-0.3=5.2V。
當USB-5V單獨接入時，P-MOS的DS寄生二極管首先導通，S極電壓為5-0.7=4.3V，而此時的G極被下拉電阻拉低為0V，故Vgs=0-4.3=-4.3V。-4.3V《P-MOS的GS最低導通門限電壓，于是P-MOS導通，之后用電端電壓為5-I*Ron。由于MOS的導通電壓都比較低，約幾十mΩ，且一般電路電流都不會超過2A，故P-MOS的導通壓降幾乎可以不計。可以非常高效的將5V輸出至用電端。
當交流適配器5.5V與USB-5V同時接入時，肖特基D1導通，此時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最低導通門限電壓，于是P-MOS關斷。電路便自動切換為由輸入電壓較高的交流適配器供電。
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