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設(shè)計(jì)主電源和備用電源之間的FET-OR電路開關(guān)

作者: 時(shí)間:2012-08-31 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
  圖1為一具有“二極管或”功能的電路,用于之間必須自動(dòng)切換的場合,包括電池供電存儲(chǔ)器電源和任 何帶墻上適配器連接的電池供電設(shè)備。

  例如,電池供電的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)電路(非易失性存儲(chǔ)器模塊)至少需要兩個(gè)電源:SRAM存儲(chǔ)器(VIN1)用高電流活動(dòng)通道,以及一個(gè)供缺失時(shí)保存存儲(chǔ)器內(nèi)容的低電流(VIN2)。

  通常的二極管或連接會(huì)給兩個(gè)通道都帶來問題(見圖2)。在VIN1通道,二極管電壓降會(huì)造成供電電源超出容限:3.3V 10%,即最小2.97 V,所以典型二極管壓降(0.6V)使VIN1超出10%限值。對(duì)低壓電源供電的存儲(chǔ)器IC容限問題更嚴(yán)重。

  在備用端(VIN2),希望電壓降最小,以最大限度延長(不管是電池、超級(jí)電容還是其他電壓源)的使用壽命,雖然0.6V的壓降約為鋰離子電池全充電(4.1V) 輸出的15%。

具有“二極管或”功能的電路

二極管或連接會(huì)給兩個(gè)通道都帶來問題

  肖特基二極管將正向壓降降低了0.3~0.5V,在一定程度上使情況有改善,但用FET代替二極管將壓降降低到0.1V。要制作一低正向壓降"FET或"電源,需要在圖1所示的每個(gè)功率通道各加一FET,這些FET受電源序列發(fā)生器(U1)控制。

  可以在VIN1通道使用一FDC633N晶體管(飛兆公司產(chǎn)品),在VIN2通道使用一FDN304P,將VIN1和VIN2上的損失降低到50mV以下。Q1的選擇要考慮其電流處理能力和低導(dǎo)通電阻。Q2的選擇考慮其低柵極-源極電壓(低至1.8V,等效兩個(gè)枯竭的各0.9V AA電池)和低導(dǎo)通電阻。

  兩個(gè)FET均反向安裝以使其本身二極管反偏壓,這可避免從一個(gè)電源切換到另一電源時(shí)的過電流,使轉(zhuǎn)換平緩。

  U1用作墻上適配器的電源感測器和去抖動(dòng)電路,使用一可編程延遲(對(duì)典型固定的200ms延遲使用MAX6819)監(jiān)控VIN1,確保墻上電源穩(wěn)定或高于U1斷開電壓后電池電源才關(guān)閉。

  如果沒有D1,注意VIN2可能在U1超時(shí)延遲期間被VIN1(小于Q1本身二極管壓降)反向驅(qū)動(dòng)。為避免此問題,在初級(jí)電源(VIN1)加電時(shí)D1使Q2關(guān)斷。

  U1的內(nèi)部電荷泵產(chǎn)生柵極輸出,完全提高Q1并加偏壓使Q2截止,該柵極輸出約為VCC2 + 5.5V。加入R3以快速驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O信號(hào)至地電平,當(dāng)VIN1移除時(shí)加速Q(mào)2導(dǎo)通。R3應(yīng)盡可能大,這是因?yàn)榧虞d柵極輸出會(huì)阻止負(fù)載電流的增加,降低柵極驅(qū)動(dòng)能力。(為正確操作,本電路假設(shè)VIN2幅度小于VIN1幅度)。

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