MOS管双电源自动切换电路设计，能0压降实现？

时间： 2024-03-19 来源：芯长征科技公众号

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实现双电源自动切换电路，其中利用了三个MOS管进行的电路设计。

然而，最近看到了另外两种主副电源自动切换的电路设计，觉得很有实用价值，分享给大家。

一、我们主要围绕下面这个电路图展开：

VUSB：为外部USB供电

VBAT：为锂电池供电

Q1：PMOS

D1：二极管

电路工作设计：

1、外部电源供电时，锂电池的供电关断

2、外部供电断开时，由锂电池供电

图 1

当VUSB进行供电时（5V），PMOS的G端：为5V，此时PMOS不导通，电压经过二极管D1直接到达VCC。如下图：

图 2

当VUSB断开后，PMOS的G端的电压（5V）由电阻R1下拉到GND，此时PMOS导通，VCC由VBAT（为锂电池）供电。如下图：

图 3

在这里加以说明：在MOS管还未导通之前，S端的电压比G端的要高，因此MOS管会导通，导通以后MOS管的寄生二极管会短路，并不再起作用。

二、0压降实现主副电源自动切换

前面的电路加了D1二极管，是很难实现0压降，因为D1的压降最小也需要0.3V。我们来看下面这个电路，相较于前面的电路，它利用了MOS管的低导通RDS（on）特性，提高了电路的效率。

图 4

这里利用了3个MOS管作为电路设计：1.当VIN1（主电源）为3.3V时，Q1的NMOS导通，接着拉低了Q3 PMOS的栅极， Q3 开始导通。

此时Q2 MOS的G-S之间的电压等于Q3 PMOS的导通压降，大概为几十mV。因此Q2 MOS管关闭，VIN2（外部电源）断开，VOUT由VIN1进行供电，此时VOUT=3.3V。

图 5

此时电路的静态功耗I1+I2 = 20μA

2.当VIN1（主电源）断开，Q1 NMOS截止，Q2 PMOS的栅极通过R1下拉，Q2导通；Q3 PMOS的栅极通过R2上拉，Q3截止。

此时Q1和Q3截止，VOUT由VIN2供电，为3.3V，“电路的静态功耗I1+I2 = 20μA”不存在了。讲到这里我们可以看到，当电路由VIN2（外部电源）供电时，静态功耗“消失了”直接为0。整个电路几乎不存在压降，除非电流很大。

可以得出在这个电路中，外部电源供电是更好的选择。

有个条件：电路中的三个MOS管都应该具备低导通电阻与低压的特性。

不过，也有网友反应，这个电路在主电源下降过程中，可能会存在一些问题：Q3未完全关断而Q2就开始导通，外电源通过Q2、Q3形成通路，阻止了主电源的降低。

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