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

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文章介绍了针对锂电池和外部电源供电切换的一种优化电路设计。在外部电源接入时，通过三极管和MOSFET的组合，避免了肖特基二极管的压降损失，减少了功耗，并防止了非正规充电。当没有外部电源时，电池能正常供电。此电路提高了效率，增强了通用性，尤其适用于电池电压可能高于外部电源的情况。

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Q
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MOS管应用之外接电源和电池供电的双电源自动切换电路
sinat_15677011的博客
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“零”压降双电源自动切换电路
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masongtao001的博客
10-27 1439
本文介绍了一种接近"零压降"的双电源自动切换电路，由2个PMOS管、1个NMOS管和2个电阻构成。该电路在主电源(J1)供电时优先使用主电源，在主电源断电时自动切换至副电源(J2)，且输入输出电压压降极小。通过MOS管的导通特性分析表明：主电源供电时，电路电流损耗为Vmain/R2+Vout/R1；副电源供电时，电流损耗接近零。该设计解决了传统肖特基二极管0.3-0.4V压降的问题，实现了高效的双电源自动切换功能。
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sinat_39487328的博客
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在电池与外部DC电源供电的电子设备中实现自动电源切换的电路
硬件设计(十四)---电源自动切换电路
weixin_43233653的博客
11-26 6031
本文介绍了3.3V供电系统中常见的多电源自动切换方案。二极管切换适用于5V电源场景，通过肖特基或普通二极管实现电压优先选择，具有成本优势。MOS管方案更适用于电池供电系统，通过PMOS管实现主备电源无缝切换，需注意MOS参数、电阻选型及滤波电容配置。文章还分析了三种改进型MOS电路，可适应不同压差要求，并介绍了三电源优先级切换方案。此外提及专用切换芯片（如LTC441x）作为高端解决方案。最后展示了一个复杂的三电源切换电路实例，详细说明了不同电源组合下的工作逻辑和优先级机制。（150字）
张飞实战电子第一部总结笔记
希望能对你有用
09-30 8277
项目开发步骤 项目背景：使用的环境、条件、应用领域等 项目资源评估：评估是否有完成的能力 设计原理图（包括元器件原理分析） 元器件选型：温度、湿度、精度、成本、封装、供货商的稳定性… 电路功能的验证：样板的焊接、示波器的使用 绘制PCB板 PCB板制作：生成BOM表（包括型号、数量、厂家等） PCBA的调试 PCBA的测试：示波器的使用 PCBA的定型：优化电路 Bom表的制作：型号、厂家、价格、工作温度… 结案移交客户 项目一：门控开关设计 项目背景 维修操作时，提醒外部不要进行任何操作→门打开时，有
mos管实现主副电源自动切换电路，并且“零”压降，静态电流20uA
ltqdxl的博客
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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。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
（充电器&电池）双电源自动切换电路
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最近要做一个检测空气污染物的小玩具，设计要求，当插上外部电源时，自动切换到外部电源（+5V）给单片机供电，同时给内置锂电池（+Bat）充电，当断开外部电源时，自动恢复内置锂电池给单片机供电，类似手机充电策略。 下图1使用的XC6204为3.3V输出LDO，输入电压最高支持10V，压差0.1V；VD3为肖特基二极管，压降在0.3-0.5V左右；采用P沟道MOS管控制电池输出。 仿真电路如下图2、3...
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日常电器中，双电源自动切换的例子随处可见如：交流适配器和USB供电的电源切换、电池供电和USB供电的自动切换。 这些电路都遵守一个共同原则：优先选择电压高者。 其实最开始这个电路是在 锂电充电电路上发现的，数据手册非常贴心的给出了双电源自动切换的参考应用，简单易实现。 电路： 电路实际现象： 只插入交流适配器，电路会自动切换为交流适配器供电。 只插入USB-5V电源，电路会自动切换为USB供电。 同时将交流适配器和USB-5V电源接入电路，由于交流适配器的输出...
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本文主要讲了电池供电切换电路图，下面一起来学习一下
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分享一个双电源切换电路 使用低Uth类型的PMOS管（如Uth=-2V）做开关。 当5V没接入时，PMOS管的栅极通过电阻R1下拉到地（0V），锂电池BAT（3.7~4.2V）通过MOS管的内部体二极管到达源极，源极电压为（3~3.5）V，此时Ugs为（-3.5）V到（-3）V，Ugs < Uth，MOS管导通，输出Vout=（3.7~4.2）V，（注当MOS管导通后，体二极管截止，...
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这里记录一种简单、易实现的电源自动切换电路，如下图所示： 这里Q1为P沟道mos管，Vgs(th) = -0.7V。P1为电池接口，输入电压为3.7V~4.2V，接在mos管的D级；4V4为USB接口经稳压管转换后的电压，接在mos管的G级，D6为肖特基二极管，正向压降为0.3V；VOUT为输出，经过开关P2接在mos管的S级。以下分析三种情况： 当VBAT接入，4V4没接入时，G级被下...
外置USB供电与内置锂电池供电自动切换电路
huxyc的博客
08-04 5321
MOS管Q4没有快速打开，VBAT供电不能及时续上来，会导致VOUT电压下降过多，VOUT的负载电路就可能工作异常。如果电路的负载较重，拉取的电流较大，尤其容易出现在供电电源切换时VOUT电压下降过多的问题。1、可以加快MOS管打开导通的速度。方法是减小VBUS的滤波电容的容值，减小电阻R155的阻值，这都是让VBUS快速掉电，从而让Vgs快点到达令MOS管完全打开的电压。VBUS的电压需要快速下降，因为如果下降慢了，会导致MOS管Q4打开变慢，也就不能很快地切换为电池VBAT供电。...
双电源自动切换电路
weixin_43839976的博客
08-07 3664
工作原理： <1>有BAT1 3.8V，没有VIN_5V时： 电压从U1的D极经过MOS管的体二极管到达S极，S≈3.6V（假设体二极管压降为0.2V），因为VIN_5V没有，所以G=0V，Ugs=-3.6V，MOS管会导通，MOS管导通后，因为导通压降很小，体二极管会截止，S电压等于3.8V； <2>有VIN_5V，没有BAT1 3.8V时： U1是截止的，VOUT=VIN_5V-Vdf（Vdf是二极管D1的导通压降），需要注意，R1尽量选择大一点的阻值，VIN_5V通过R1对地会
DC电源与电池切换电路
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02-01 2369
2，D1的作用是：由V1供电供电时，Q1A总是会有漏电，会把Q1B的G极电压抬高，导致Q1B不完全导通，导致负载电压偏低。而D1采用一个齐纳管，在VCC打开时Q1反向导通，但是要注意：VCC-Vd1（齐纳管的导通电压）-V1要小于Q1A的Vgs电压，才能保证Q1A关闭；1，V1的电压必须小于VCC电压，否则会导致在Q2A导通时，Q1A导通时低压无法切到高压，进而导致电路失效；3，同理，R4也是一样的道理，R4下地电路可以让Q3处于完全截至状态，保证Q1A完全关闭的状态，减小漏电。
外部电源、锂电池供电自动切换并自动给电池充电的电路
qlexcel的专栏
07-29 9606
电路功能介绍 以上电路经常在很多内置有锂电池的便携电子设备，比如手机中使用，它可以实现： 1、没有插入USB电源时，使用内置的锂电池供电。 2、当插入USB电源时，切换为由外置的USB电源供电，并对锂电池进行充电。 电路原理介绍 1、当USB没有插入，VBUS电压为0，锂电池VBAT电压为4.2V-3.7V，通过二极管后电压为3.9V-3.4V，Q1的G极电压为0，Q1的S极电压为3.9V-3.4V，因此会导通。最终VBAT通过Q1给VOUT输出。 2、当USB插入，VBUS有5V的电压，通过D1后电压降
电源切换电路
CHtime的博客
11-17 1627
一种输入电源和电池电源切换电路，在实际应用中当输入电源时切断电池电源打开输入电源，有利于工作稳定，对电池起到保护作用，当停止输入电源时，打开电池电源，保证电路顺利工作。
双电源供电切换电路
03-27
<think>好的，我需要帮助用户查找关于双电源供电切换电路的设计方案或原理，特别是双电源自动切换电路设计或原理图。首先，我应该回忆相关的电路设计知识，尤其是涉及双电源切换的部分。 用户提到的引用[1]指出电路设计需要选择合适的元器件并用导体连接，原理图是关键。而引用[2]提到PMOS管的体二极管在防止VUSB电压倒灌到电池中的作用。这提示我应该考虑使用MOS管（如PMOS或NMOS）来实现自动切换，因为它们的体二极管可以防止反向电流，同时导通时压降低，效率高。 接下来，我需要整理常见的双电源切换方案。通常有两种方法：二极管切换和MOS管切换。二极管方案简单，但压降大，功耗高；MOS管方案更高效，但需要控制电路。可能还需要比较PMOS和NMOS的不同应用场景，例如PMOS通常用于高侧开关，而NMOS用于低侧，但需要更高的驱动电压。 此外，自动切换需要检测主电源状态，并在主电源失效时切换到备用电源。这可能涉及到比较器或电压检测IC，比如TL431或专用电源管理芯片。但用户可能更关注分立元件的解决方案，所以应重点放在MOS管和二极管组合的电路。 还需要考虑电路的保护功能，比如防止反向电流、过压保护等。PMOS的体二极管在这里起到关键作用，当主电源存在时，体二极管截止，防止备用电源反向供电。同时，MOS管的导通由主电源电压控制，当主电源电压足够时，MOS管导通，减少压降。 可能需要画一个简化的原理图，用文字描述。例如，主电源V1通过PMOS的源极连接，备用电源V2通过另一个PMOS的源极连接，栅极通过分压电阻控制，当V1存在时，对应的PMOS导通，反之则另一个导通。同时，体二极管的方向需要正确，以阻止反向电流。 另外，用户可能关心实际应用中的注意事项，比如MOS管的选型参数（如Vgs阈值、导通电阻）、响应时间、功耗计算等。还有可能提到一些常见问题，比如切换时的瞬态电压处理，是否需要加入电容滤波或稳压元件。 最后，根据用户提供的引用，特别是引用[2]中的PMOS应用案例，应该强调MOS管方案的优势，并可能推荐具体的电路结构，如基于PMOS的双电源切换电路，并解释其工作原理。 总结一下，回答应分步骤介绍两种方案（二极管和MOS管），详细说明MOS管方案的工作原理，给出原理图描述，并讨论设计中的关键点，如元件选型、保护功能等。同时，生成相关问题以帮助用户进一步探索。</think>### 双电源自动切换电路设计方案 双电源自动切换电路的核心目标是在主电源（如市电或USB供电）失效时，无缝切换到备用电源（如电池），确保设备持续运行。以下是两种常见实现方案： --- #### **方案1：二极管切换电路** - **原理** 通过二极管单向导通特性实现自动切换。主电源$V_{USB}$和备用电源$V_{BAT}$分别连接二极管阳极，输出端连接阴极。当$V_{USB}$存在时，其对应二极管导通，输出$V_{OUT} = V_{USB} - V_F$（$V_F$为二极管压降）；当$V_{USB}$断开，备用电源二极管导通。 **缺点**：二极管压降导致效率低（尤其是大电流场景）[^1]。 - **简化原理图** ``` V_USB ---|>|--- V_OUT V_BAT ---|>|--- V_OUT ``` --- #### **方案2：MOS管切换电路（推荐）** - **原理** 利用MOS管低导通电阻$R_{DS(on)}$降低损耗，并通过体二极管或外部控制逻辑实现自动切换。以PMOS为例（常用于高侧开关）[^2]： 1. **主电源优先**：当$V_{USB}$存在时，PMOS管$Q1$的栅极电压被拉低，$Q1$导通，输出$V_{OUT} \approx V_{USB}$；此时$Q2$因体二极管反偏而截止，阻止$V_{BAT$倒灌。 2. **备用电源切换**：当$V_{USB}$断开，$Q1$栅极电压升高至$V_{BAT}$，$Q1$关闭，$Q2$体二极管导通，随后通过分压电阻使$Q2$栅极电压降低，$Q2$完全导通。 - **关键设计参数** - MOS管选型：$V_{GS(th)}$需低于最小电源电压，$R_{DS(on)}$尽量小（如AO3401）。 - 分压电阻：确保$V_{GS}$在安全范围内（通常±20V）。 - 响应时间：可通过并联电容减缓电压波动。 - **简化原理图** ``` V_USB --|PMOS Q1|--- V_OUT ︱体二极管方向：S→D V_BAT --|PMOS Q2|--- V_OUT ︱体二极管方向：S→D Q1/Q2栅极通过电阻分压网络控制 ``` --- #### **设计注意事项** 1. **防倒灌**：体二极管或额外二极管防止电流反向（如引用[2]中PMOS的作用）。 2. **瞬态处理**：添加电容缓冲切换瞬间的电压跌落。 3. **功耗优化**：选择$R_{DS(on)}$小的MOS管，减少导通损耗。 4. **故障保护**：可加入保险丝或TVS管防止过压。 ---
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