非常精妙的主副电源自动切换电路,并且“零”压降,客官你GET到精髓了吗?

芯片之家 2020-11-23 00:00

作者:BENABADJI ,整理:晓宇
微信公众号:芯片之家(ID:chiphome-dy)
今天这篇文章,是在白云机场写的 ,我都佩服我自己竟然这么勤奋,没办法,后台小伙伴一直催更文章,我只能牺牲掉一切娱乐时间陪你们了。
看到这里,如果这篇文章你还不转发朋友圈,那真是不够意思了,感谢大家支持芯片之家,你们的 转发点赞 就是我的最佳动力!
在国外看到一个电路,也是写主副电源自动切换的电路,设计的非常巧妙,刚看到标题时,我就想我不是已经分享过类似文章了么,但是还是点进去看了下。
之前的电路:USB外接电源与锂电池自动切换电路设计,你GET到精髓了吗?
上面电路设计也挺不错的,如果VCC端需要的电压不一定要求等于VUSB,那么这个电路是可以的,那么问题来了, 如果主副输入电压相等,同时要求输出也是同样的电压,不能有太大的压降,怎么设计?
上面的电路肯定不能满足了,因为D1的压降最小也是0.3V,我们看下面的电路。
这个电路咋一看复杂很多,其实很简单,巧妙的利用了MOS管导通的时候低Rds的特性,相比二极管的方式,在成本控制较低的情况下,极大的提高了效率。

本电路实现了,当Vin1 = 3.3V时,不管Vin2有没有电压,都由Vin1通过Q3输出电压,当Vin1断开的时候,由Vin通过Q2输出电压。因为选用MOS管的Rds非常小,产生的压降差不多为数十mV,所以Vout基本等于Vin。


原理分析

1、如果Vin1 = 3.3V,NMOS Q1导通,之后拉低了PMOS Q3的栅极,然后Q1也开始导通,此时,Q2的栅极跟源极之间的电压为Q3的导通压降,该电压差不多为几十mV,因此Q2关闭,外部电源Vin2断开,Vout由Vin1供电,Vout = 3.3V。此时整个电路的静态功耗I1+I2 = 20uA。

2、现在,Vin1断开了,Q1截止,Q2的栅极有R1的下拉,所以Q2导通,Q3的栅极通过R2上拉,所以Q3也截止,整个电路,Q1跟Q3截止,Vout由Vin2供电,Vout = 3.3V。此时上面电路I1跟I2的静态功耗不存在。

分析完毕。当存在主电源时,电路的静态功耗为20uA,否则,几乎为零。所以电池适合在外部电源供电。

MOSFET Q1、Q2跟Q3应该选择具有低压栅极和非常低的导通电阻特性。例如:Q2 = Q3 = PMN50XP ,在V gs = 3.3V时R dsON为60mΩ。晶体管T3可以是流2N7002,仅供参考,实际根据不同的情况选择合适的MOSFET。

本电路的一大优点就是,整个电路几乎不存在压降,当然电流很大的适合另说,巧妙的控制三个MOS管的开启与截止,最大效率的实现的主副电源的自动切换。大家还有什么好的建议以及电路,可以留言大家一起交流!

最后,关于电路的学习,希望大家,enjoy! 跪求  点 赞并转发    支持我们,您的转发就是我们继续创作的最佳动力,谢谢大家!
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