單片機系統(tǒng)之電源切換電路設計參考(一)
???一、前言
?????對于使用鋰電池供電的單片機系統(tǒng),我們在硬件設計上最好加入電源切換與保護電路,前者是為了區(qū)別開鋰電池供電、USB供電并給鋰電池充電這兩種場景,后者則一般是對于短路時的保護處理。
????本文羅列了一些經典的電源切換電路供讀者參考。
二、電源切換電路參考設計
1.PMOS管切換電路1

????如上圖所示,這是最基礎的一個電源切換電路。其中,VBAT為鋰電池供電,VBUS則是USB供電,? ? VCC_IN則是電源切換電路輸出。當USB線插上時,電路切換為VBUS供電,斷開VBAT;而USB線未接上時,使用VBAT供電。
????對于這個電路,有幾點是需要注意的。一是PMOS的接法,電路中需要利用到PMOS內的體二極管的單向導通特性,當VBUS存在時,PMOS內的體二極管應反偏,否則VBUS直連VBAT,這是不允許的。二是如何對元器件進行選型,避免電源自動切換時導致單片機掉電等異常:實際上,可以適當減小R1可以使得MOS管導通速度加快;選用閾值電壓更小的PMOS管也可以加速導通;在電路輸出端放置大的電容平滑切換過程。
????基于這個基礎電路的原理,前人開發(fā)了許多改進的電源切換電路,整理如下。
2. PMOS管切換電路2

????在上一個參考電路中,在每一路中都串了一個二極管,如果系統(tǒng)的電流比較大,這個時候二極管上消耗的功率還是比較可觀的,這個電路則是去掉了二極管。

? ? (原文鏈接:https://blog.csdn.net/karaxiaoyu/article/details/110021989)
3.MAXIM應用筆記4840

????上圖是基于單節(jié)鋰電池充電芯片MAX8814實現的雙電源切換及充電電路,切換過程無需單片機的干預。當VDC_IN斷開時,MAX8814的POK輸出高,這時Q4和Q3打開以連接負載和電池。節(jié)點1通過R2偏置到電池電壓,從而保持Q1和Q2關閉。當VDC_IN連接到外部電源時,Q1和Q2保持關閉,因為C1將節(jié)點1升高到VBATT+VDC。
當施加VDC_IN時,Q1和Q2的柵極立即產生高電平。為了防止POK輸入端的損壞,Q5被配置為源極跟隨器(電壓緩沖器),其柵極被偏置到電池正極,POK腳不高于電池電壓。當POK變低時,電流流過Q5并拉低Q1和Q2的柵極,使其導通,此時VDC_IN為負載供電,充電器IC(U1)為電池充電。C1和R1提供了一個短延遲,使Q3完全關閉,防止未調節(jié)的電流流入電池。??

????圖中,CH1是負載兩端的電壓,CH2是VDC_IN直流電源電壓,CH3是MAX8814芯片POK腳輸出,CH4是電池電流。可以看到,在VDC_IN下電過程中,POK腳迅速響應,切換到鋰電池供電,切換過程中負載兩端電壓基本維持不變。
????(原文鏈接:https://www.maximintegrated.com/cn/app-notes/index.mvp/id/4840)
5.TI應用筆記
????(原文鏈接:https://www.ti.com.cn/general/cn/docs/gencontent.tsp?contentId=50720)
(未完待續(xù))