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  • MOS管應(yīng)用,雙電源自動切換電路解析
    • 發(fā)布時(shí)間:2022-07-04 18:24:43
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    MOS管應(yīng)用,雙電源自動切換電路解析
    外接電源和電池供電的雙電源自動切換電路
    大部分電子產(chǎn)品都配有鋰電池,在沒有外接電源的時(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,而自動選擇相應(yīng)供電電源的能力。
    常見的簡單電源切換電路如圖1所示,但這個電路應(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,常見的電池電壓為3.7~4.2V,外部電壓為USB的5V時(shí)沒有問題,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)來就只變成4V多了;
    外部電壓供電時(shí),會通過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)可以通過將Q4 MOS管左右翻轉(zhuǎn)一下解決。
    MOS管 電源 切換電路
    為了解決上述這些缺陷,項(xiàng)目中有時(shí)會使用較為復(fù)雜的改進(jìn)電路,如圖2所示。
    其工作原理簡介如下:使用外部電源VIN時(shí),三極管Q7導(dǎo)通,三極管Q6截止,P型MOSFET Q3由于柵極和源極通過電阻R4都接了電池電壓VBAT,兩者相等,Q3截止,電池電壓VBAT無法達(dá)到輸出端VCC;
    外部電源VIN接通時(shí),VIN首先通過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對電池的非正規(guī)充電。
    當(dāng)沒有外部電源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。
    MOS管 電源 切換電路
    由于電源主通路使用了三個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)通電流可以通過電阻值設(shè)置的相對較小,因此功耗也不會太高。
    同時(shí)該電路無論電池電壓是否大于外部電源,都可以使用,通用性相對較為廣泛。
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