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mos管实现主副电源自动切换电路,并且“零”压降,静态电流20uA

2022-07-06 19:32:00 ltqshs

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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。

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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。
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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时,不管Vin2有没有电压,都由Vin1通过Q3输出电压,当Vin1断开的时候,由Vin通过Q2输出电压。因为选用MOS管的Rds非常小,产生的压降差不多为数十mV,所以Vout基本等于Vin。

原理分析

1、如果Vin1 = 3.3V,NMOS Q1导通,之后拉低了PMOS Q3的栅极,然后Q1也开始导通,此时,Q2的栅极跟源极之间的电压为Q3的导通压降,该电压差不多为几十mV,因此Q2关闭,外部电源Vin2断开,Vout由Vin1供电,Vout = 3.3V。此时整个电路的静态功耗I1+I2 = 20uA。

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2、现在,Vin1断开了,Q1截止,Q2的栅极有R1的下拉,所以Q2导通,Q3的栅极通过R2上拉,所以Q3也截止,整个电路,Q1跟Q3截止,Vout由Vin2供电,Vout = 3.3V。此时上面电路I1跟I2的静态功耗不存在。

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分析完毕。当存在主电源时,电路的静态功耗为20uA,否则,几乎为零。所以电池适合在外部电源供电。

MOSFET Q1、Q2跟Q3应该选择具有低压栅极和非常低的导通电阻特性。例如:Q2 = Q3 = PMN50XP ,在V gs = 3.3V时R dsON为60mΩ。晶体管T3可以是流2N7002,仅供参考,实际根据不同的情况选择合适的MOSFET。

本电路的一大优点就是,整个电路几乎不存在压降,当然电流很大的适合另说,巧妙的控制三个MOS管的开启与截止,最大效率的实现的主副电源的自动切换。

参考原文:《非常精妙的主副电源自动切换电路,并且“零”压降,你GET到精髓了吗?》

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