日常電器中,雙電源自動切換的例子隨處可見如:交流適配器和USB供電的電源切換、電池供電和USB供電的自動切換。
這些電路一般都遵守一個原則:優(yōu)先選擇電壓高者使用。
其實最開始這個電路是在 鋰電充電電路上發(fā)現(xiàn)的,數(shù)據(jù)手冊非常貼心的給出了雙電源自動切換的參考應用,簡單易實現(xiàn)。
如果需要電池和USB電源切換,只需將USB電源放在上面,鋰電放在下面。反正無論怎么更改,上面的電壓始終要高于下面的。
電路:
電路實際現(xiàn)象:
只插入交流適配器,電路會自動切換為交流適配器供電。
只插入USB-5V電源,電路會自動切換為USB供電。
同時將交流適配器和USB-5V電源接入電路,由于交流適配器的輸出電壓一般為 5.5V以上,比USB電源的5V略高,電路會自動切換為交流適配器供電。
電路原理:
電路由 1個P-MOS(如AO3401)、1個二極管(推薦用肖特基,壓降小)、1個適當阻值的下拉電阻 組成。
假設USB電源電壓為5.0V,交流適配器的電壓為5.5V,比USB的略高。
當交流適配器的 5.5V單獨接入時,二極管導通,電路自動切換為交流適配器供電,此時用電端電壓為 5.5 - 0.3 = 5.2V。
當USB-5V單獨接入時,P-MOS的DS寄生二極管首先導通,S極電壓為 5 - 0.7 = 4.3V,而此時的G極被下拉電阻拉低為0V,故 Vgs = 0 - 4.3 = -4.3V。-4.3V < P-MOS的GS最低導通門限電壓,于是 P-MOS導通,之后用電端電壓為 5 - I*Ron。由于MOS的導通電壓都比較低,約幾十mΩ,且一般電路電流都不會超過2A,故P-MOS的導通壓降幾乎可以不計。可以非常高效的將5V輸出至用電端。
當交流適配器5.5V與USB-5V同時接入時,肖特基D1導通,此時 P-MOS的G極電壓為 5.5V,S極電壓為 5.2V,Vgs = 5.5 - 5.2 = 0.3V,0.3V > P-MOS的GS最低導通門限電壓,于是 P-MOS關(guān)斷。電路便自動切換為由輸入電壓較高的交流適配器供電。
同理此方法同樣適用于 電池輸入與USB電源的自動切換。將USB電源連接在電路輸入側(cè)的上面,4.2V鋰電連接在電路輸入側(cè)的下面,電路會優(yōu)先選擇電壓高者。
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審核編輯:劉清
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原文標題:一個電池與usb供電自動切換電路
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