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mos管實現主副電源自動切換電路,並且“零”壓降,靜態電流20uA

2022-07-07 03:05:00 ltqshs

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在國外看到一個電路,也是寫主副電源自動切換的電路,設計的非常巧妙。

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上面電路設計也挺不錯的,如果VCC端需要的電壓不一定要求等於VUSB,那麼這個電路是可以的,那麼問題來了,如果主副輸入電壓相等,同時要求輸出也是同樣的電壓,不能有太大的壓降,怎麼設計?
上面的電路肯定不能滿足了,因為D1的壓降最小也是0.3V,我們看下面的電路。
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這個電路咋一看複雜很多,其實很簡單,巧妙的利用了MOS管導通的時候低Rds的特性,相比二極管的方式,在成本控制較低的情况下,極大的提高了效率。
本電路實現了,當Vin1 = 3.3V時,不管Vin2有沒有電壓,都由Vin1通過Q3輸出電壓,當Vin1斷開的時候,由Vin通過Q2輸出電壓。因為選用MOS管的Rds非常小,產生的壓降差不多為數十mV,所以Vout基本等於Vin。

原理分析

1、如果Vin1 = 3.3V,NMOS Q1導通,之後拉低了PMOS Q3的栅極,然後Q1也開始導通,此時,Q2的栅極跟源極之間的電壓為Q3的導通壓降,該電壓差不多為幾十mV,因此Q2關閉,外部電源Vin2斷開,Vout由Vin1供電,Vout = 3.3V。此時整個電路的靜態功耗I1+I2 = 20uA。

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2、現在,Vin1斷開了,Q1截止,Q2的栅極有R1的下拉,所以Q2導通,Q3的栅極通過R2上拉,所以Q3也截止,整個電路,Q1跟Q3截止,Vout由Vin2供電,Vout = 3.3V。此時上面電路I1跟I2的靜態功耗不存在。

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分析完畢。當存在主電源時,電路的靜態功耗為20uA,否則,幾乎為零。所以電池適合在外部電源供電。

MOSFET Q1、Q2跟Q3應該選擇具有低壓栅極和非常低的導通電阻特性。例如:Q2 = Q3 = PMN50XP ,在V gs = 3.3V時R dsON為60mΩ。晶體管T3可以是流2N7002,僅供參考,實際根據不同的情况選擇合適的MOSFET。

本電路的一大優點就是,整個電路幾乎不存在壓降,當然電流很大的適合另說,巧妙的控制三個MOS管的開啟與截止,最大效率的實現的主副電源的自動切換。

參考原文:《非常精妙的主副電源自動切換電路,並且“零”壓降,你GET到精髓了嗎?》

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