今天這篇文章,是在白云機(jī)場(chǎng)寫(xiě)的,我都佩服我自己竟然這么勤奮,沒(méi)辦法,后臺(tái)小伙伴一直催更文章,我只能犧牲掉一切娛樂(lè)時(shí)間陪你們了??吹竭@里,如果這篇文章你還不轉(zhuǎn)發(fā)朋友圈,那真是不夠意思了,感謝大家支持芯片之家,你們的轉(zhuǎn)發(fā)點(diǎn)贊就是我的最佳動(dòng)力!在國(guó)外看到一個(gè)電路,也是寫(xiě)主副電源自動(dòng)切換的電路,設(shè)計(jì)的非常巧妙,剛看到標(biāo)題時(shí),我就想我不是已經(jīng)分享過(guò)類(lèi)似文章了么,但是還是點(diǎn)進(jìn)去看了下。之前的電路:USB 外接電源與鋰電池自動(dòng)切換電路設(shè)計(jì),你 GET 到精髓了嗎?
上面電路設(shè)計(jì)也挺不錯(cuò)的,如果 VCC 端需要的電壓不一定要求等于 VUSB,那么這個(gè)電路是可以的,那么問(wèn)題來(lái)了,如果主副輸入電壓相等,同時(shí)要求輸出也是同樣的電壓,不能有太大的壓降,怎么設(shè)計(jì)?上面的電路肯定不能滿足了,因?yàn)?D1 的壓降最小也是 0.3V,我們看下面的電路。
這個(gè)電路咋一看復(fù)雜很多,其實(shí)很簡(jiǎn)單,巧妙的利用了 MOS 管導(dǎo)通的時(shí)候低 Rds 的特性,相比二極管的方式,在成本控制較低的情況下,極大的提高了效率。
本電路實(shí)現(xiàn)了,當(dāng) Vin1 = 3.3V 時(shí),不管 Vin2 有沒(méi)有電壓,都由 Vin1 通過(guò) Q3 輸出電壓,當(dāng) Vin1 斷開(kāi)的時(shí)候,由 Vin 通過(guò) Q2 輸出電壓。因?yàn)檫x用 MOS 管的 Rds 非常小,產(chǎn)生的壓降差不多為數(shù)十 mV,所以 Vout 基本等于 Vin。
原理分析
1、如果 Vin1 = 3.3V,NMOS Q1 導(dǎo)通,之后拉低了 PMOS Q3 的柵極,然后 Q1 也開(kāi)始導(dǎo)通,此時(shí),Q2 的柵極跟源極之間的電壓為 Q3 的導(dǎo)通壓降,該電壓差不多為幾十 mV,因此 Q2 關(guān)閉,外部電源 Vin2 斷開(kāi),Vout 由 Vin1 供電,Vout = 3.3V。此時(shí)整個(gè)電路的靜態(tài)功耗 I1+I2 = 20uA。
2、現(xiàn)在,Vin1 斷開(kāi)了,Q1 截止,Q2 的柵極有 R1 的下拉,所以 Q2 導(dǎo)通,Q3 的柵極通過(guò) R2 上拉,所以 Q3 也截止,整個(gè)電路,Q1 跟 Q3 截止,Vout 由 Vin2 供電,Vout = 3.3V。此時(shí)上面電路 I1 跟 I2 的靜態(tài)功耗不存在。
分析完畢。當(dāng)存在主電源時(shí),電路的靜態(tài)功耗為 20uA,否則,幾乎為零。所以電池適合在外部電源供電。
MOSFET Q1、Q2 跟 Q3 應(yīng)該選擇具有低壓柵極和非常低的導(dǎo)通電阻特性。例如:Q2 = Q3 = PMN50XP ,在 V gs = 3.3V 時(shí) R dsON 為 60mΩ。晶體管 T3 可以是流 2N7002,僅供參考,實(shí)際根據(jù)不同的情況選擇合適的 MOSFET。
本電路的一大優(yōu)點(diǎn)就是,整個(gè)電路幾乎不存在壓降,當(dāng)然電流很大的適合另說(shuō),巧妙的控制三個(gè) MOS 管的開(kāi)啟與截止,最大效率的實(shí)現(xiàn)的主副電源的自動(dòng)切換。大家還有什么好的建議以及電路,可以留言大家一起交流!
最后,關(guān)于電路的學(xué)習(xí),希望大家,enjoy!