MOS管應(yīng)用-雙電源自動(dòng)切換電路分析-KIA MOS管

外接電源和電池供電的雙電源自動(dòng)切換電路

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：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(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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