MOS管应用之外接电源和电池供电的的双电源自动切换电路

现在大部分电子产品都配有锂电池,在没有外接电源的时候,使用锂电池进行供电；当外接电源的时候,使用外部电源供电, 同时对锂电池充电.因此要求电路必须具备能够根据是否接有外部电源,而自动选择相应供电电源的能力. 常见的简单电源切换电路如图1所示,但这个电路应用条件是有限制和缺陷的,比如电池电压VBAT不能大于外部电压VIN,常 见的电池电压为3.7~4.2V,外部电压为USB的5V时没有问题,但是电池电压为7.2V就不能使用了；肖特基二极管的压降虽然已 经较小,但是依旧有零点几伏左右,损失的功耗较多,5V外部电压进来就只变成4V多了；外部电压供电时,会通过P型MOS 管的体二极管给电池进行非正规充电,当然这点可以通过将Q4 MOS管左右翻转一下解决.

 

为了解决上述这些缺陷，项目中有时会使用较为复杂的改进电路，如图2所示。

 

其工作原理简介如下： 当使用外部电源VIN时,三极管Q7导通,三极管Q6截止,P型MOSFETQ3由于栅极和源极通过电阻R4都接了电池电压VBAT, 两者相等,Q3截止,电池电压VBAT无法达到输出端VCC；外部电源VIN接通时,VIN首先通过Q1 MOSFET的寄生二极管到达 输出端VCC,同时Q2三极管导通,使Q1 MOSFET的栅极拉低到GND为低电平,所以Q1的栅源极电压小于0且达到导通阈值电 平,Q1导通,然后Q1体内的寄生二极管就截止了,外部电源VIN通过Q1达到输出端VCC.此时,Q5 MOSFET的栅源极电压接 近相等,Q5和体二极管均截止,防止了外部电源VIN对电池的非正规充电. 当没有外部电源VIN时,三极管Q7截止,三极管Q6导通,Q3 MOSFET的栅极电压为低电平,栅源电压小于0且达到导通阈值 电平,Q3导通,然后通过Q5的寄生二极管达到输出端VCC,而Q5的栅极此时为低电平,因此栅源电压也小于0,Q5导通,其 寄生二极管截止,电池电压到达输出端VCC.

由于电源主通路使用了三个MOSFET,MOSFET在完全导通后其压降远远小于肖特基二极管(只有零点零几伏),因此其导通 损耗很低；而三个三极管虽然额外增加了一些功率损耗,但是由于三极管工作在完全饱和状态,在饱和导通压降一定的条件 下,导通电流可以通过电阻值设置的相对较小,因此功耗也不会太高.同时该电路无论电池电压是否大于外部电源,都可以使 用,通用性相对较为广泛.

转自--------硬核电子公众号