还把锂电池供电和USB电源供电接在一起?自动切换电路你需要了解一下!

相信很多新手小伙伴在设计锂电池供电和外接电源供电的板子的时候,直接就把锂电池输出和外接电源接口并在一起了!核桃刚毕业出来的时候就是这样干的……

我们先思考两个问题:

(1)没有插入USB电源时,如何自动使用内置电池供电。

(2)当插入USB电源时,切换为外置的USB电源供电,并对锂电池进行充电。

那该如何设计电路才能实现上面的两个要求呢?

我们直接看原始的电路框架图,如下图1所示:

图1

简单分析一下上图1的逻辑:

1:当插入USB电源时(也就是VBUS),则VBUS给VOUT进行供电。

2:当拔掉USB电源时(VBUS),切换为内置的锂电池进行供电(VBAT),则VBAT给VOUT供电。

3:当重新插入USB电源时,又切换回USB供电了,则VBUS给VOUT供电。

具体分析如下图2所示:

图2

1:当插入电源的时候:

VBUS通过肖特基二极管1N5819直接到VOUT。

2:由于MOS管的S极为4.7V,G极为5V,故VGS的电压为0.3V>0,所以MOS处于关闭状态。

3:当拔掉USB电源时:

VBUS的电压直接从5V降到0V,故MOS的VGS为-3.7V,MOS完全打开,所以VBAT=VOUT,这个时候电池开始给系统供电。

4:当重新插入电源的时候:

MOS管的VGS=5V-4.7V=0.3V>0。故MOS管不导通,VBUS直接给VOUT供电。

那有没有可能在我们拔掉USB的瞬间MOS管还来不及打开的情况呢?

答案是肯定的!

出现这种情况的原因是?该如何避免这个问题?

1:出现这种现象的原因:当MOS没有快速打开的时候,就会出现VBAT没能及时供电给VOUT,就会出现设备工作异常现象。

2:解决的方法:加快MOS管打开的速度。如减少VBUS的输入滤波电容的容值,减小R21电阻的阻值。直接给MOS并入一个肖特基二极管。如下图3所示:

图3

并入二极管的目的是在MOS没打开之前由二极管来给VOUT进行供电,这样就可以避免MOS没打开之前设备供电异常现象!

典型电路如下图所示:(仅供参考)

好了,这章就先写到这吧!

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