电池供电切换电路,双电源供电电路分享-KIA MOS管

电池供电切换电路,双电源供电电路分享-KIA MOS管

本文介绍了一种电池供电切换电路和双电源供电电路的设计方案，通过使用MOSFET管替代传统二极管，可以有效降低电路损耗，提高供电效率。

电池供电切换电路图

利用两个肖特基二极管隔离两种电源，如图所示。

这种电路要求交流适配器的输出电压必须高于电池DC/DC变换的输出电压。当接入交流适配器时，二极管VD2被反偏，禁止电流从电池流向负载。当去掉交流电源时，二极管VD1可防止电流从电池流入适配器。

这种方案设计简单，占用印制电路板面积小。但它存在两个缺点：VD2的正向电压（大约为0.4V）降低了DC/DC的输出电压，如果输出电压低于启动电压，该方案将不适用；另外，VD2的正向电压也浪费了电池的功率，二极管VD2所耗散的功率等于负载电流乘以正向压降。

在图2中，用一个P沟道MOSFET代替图1中的二极管VD2。切换到电池时，MOSFET导通，电池向负载供电。接入交流适配器时，MOSFET的栅极电压高于其源极电压，处于关断状态，从而切断了电池与负载的连接。

对100mA的负载电流，一个导通电阻为50mD的P沟道MOSFET的电压降为O.5mV，耗电仅0.5mW。而图1所示的二极管配置方式，电压降为400mV，功率损耗为40mW。MOSFET的导通电阻依赖于它的栅极偏置。

在图2中，当去掉交流电源时，MOSFET的栅极电压为零，源极为电池电压。MOSFET的导通电阻应在此偏压下足够低，保证在最大负载电流下能够获得所期望的输出电压。因此，应尽量选用低阈值的MOSFET管。

双电源电路图

电路原理：

电路由1个P-MOS、1个二极管（推荐用肖特基，压降小）、1个适当阻值的下拉电阻组成。

假设USB电源电压为5.0V，交流适配器的电压为5.5V，比USB的略高。

当交流适配器的5.5V单独接入时，二极管导通，电路自动切换为交流适配器供电，此时用电端电压为5.5-0.3=5.2V。

当USB-5V单独接入时，P-MOS的DS寄生二极管首先导通，S极电压为5-0.7=4.3V，而此时的G极被下拉电阻拉低为0V，故Vgs=0-4.3=-4.3V。-4.3V《P-MOS的GS最低导通门限电压，于是P-MOS导通，之后用电端电压为5-I*Ron。由于MOS的导通电压都比较低，约几十mΩ，且一般电路电流都不会超过2A，故P-MOS的导通压降几乎可以不计。可以非常高效的将5V输出至用电端。

当交流适配器5.5V与USB-5V同时接入时，肖特基D1导通，此时P-MOS的G极电压为5.5V，S极电压为5.2V，Vgs=5.5-5.2=0.3V，0.3V》P-MOS的GS最低导通门限电压，于是P-MOS关断。电路便自动切换为由输入电压较高的交流适配器供电。