[實用新型]一種超低損耗兩路電源切換防倒灌電路

有效

• 申請號: 201920215663.3
• 申請日: 2019-02-20
• 公開（公告）號: CN209375240U
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 陳石平;陳順清;鄭彩霞;彭進雙;談書才
• 申請（專利權）人: 廣州奧格智能科技有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本實用新型公開了一種超低損耗兩路電源切換防倒灌電路，包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第一路電源和第二路電源，第一PMOS管背靠背連接第二PMOS管，第一PMOS管與第一路電源連接，第一PMOS管的柵極和第二PMOS管的柵極連接并通過第二上拉電阻與第二路電源連接以及通過第一偏置電阻接地，第三PMOS管背靠背連接第四PMOS管，第三PMOS管與第二路電源連接，第三PMOS管的柵極和第四PMOS管的柵極連接并通過第一上拉電阻與第一路電源連接以及通過第二偏置電阻接地；該超低損耗兩路電源切換防倒灌電路具有雙路電源無縫切換、防止倒灌功能，保護前級電路；具有非常低的損耗，靜態電流損耗可低于微安級，使用兩組背靠背對接PMOS管，電路簡單，成本很低，實用性強。

技術領域

本實用新型涉及雙路電源切換電路防倒灌技術領域，尤其涉及一種超低損耗兩路電源切換防倒灌電路。

背景技術

目前很多設備都使用了主、輔兩路電源，如手機使用電池和充電寶或電源適配器等：無外接電源時使用自帶電池供電，負載將自動地與電池斷接。當輔助電源接入時，如接上充電寶或電源適配器時優先使用外部電源。那些采用了主電源或其他輔助電源的應用需要一種電源切換電路，在主、輔電源之間進行選擇，使功率效率達到最佳，減少功耗，延長電池工作時間，特別是一種超低功耗的電源切換電路，并具有防倒灌，保護前級電路。

雙二極管方案：使用兩個二極管分別串接在主、輔兩路電源，電路簡單，很容易實現邏輯“或”功能，可以在主、輔兩路電源之間進行選擇，電源高的優先被使用，其缺陷是二極管大約有0.6V的壓降，電壓降會隨著輸入電流成比例的功率損耗。隨著電流增大，壓降也會變大，如用肖特基二極管取代可以降低功率，但是功率損耗仍舊比較大：通過電流越大，損耗也越大。肖特基二極管缺點是反向電壓超過閾值時存在反向電流，反向過壓時不具有防倒灌功能，因此靜態電流一般為毫安級。

二極管+PMOS管方案：如實用新型專利(一種多輸入電源切換電路，申請號：CN201410700845.1)，肖特基二極管串接在Vbus上，電池Vbat使用PMOS管進行控制供電，由上述知二極管壓降損耗大，使用MOS管方案損耗下降非常大，約為肖特基二極管損耗的幾十分之一。

三極管+PMOS/NMOS管方案：如實用新型專利(電源切換及補償的裝置和方法，申請號：CN200410039550.0)，兩路電源均使用三極管控制PMOS/NMOS管對設備供電，其中一路還需要增加額外的第三種高壓電源控制NMOS管，顯然三極管的偏置電阻為千歐姆級，其靜態工作電流毫安級。不足之處三極管的靜態工作電流毫安級，電流損耗很大，且需要使用的第三種高壓電源，勢必會增加成本。

理想二極管方案：使用芯片LTC4412，控制一個外部P溝道MOSFET，用于電源切換近理想型二極管功能。當導通時，MOSFET兩端的壓降通常為20mV。柵極驅動器包括一個用于MOSFET保護的內部電壓箝位。當檢測到一個輔助電源時，可采用STAT引腳來使能一個輔助P溝道MOSFET電源開關。該引腳還可被用于在接入了一個輔助電源時向微控制器發出指示信號?？刂?CTL)輸入使得用戶能夠強制關斷主MOSFET，并將STAT引腳置于低電平。靜態電流典型值為11μA與負載電流無關，電路很簡單，外圍器件很少，具有防倒灌功能，不足之處，其芯片價格較貴，目前價格為每片5～10元。根據芯片手冊第9頁圖2原理圖制作PCB板，使用PMOS管AO3401A，電阻阻值500k歐姆，貼片焊接后進行測試，只有鋰電池3.78V供電時(無負載)靜態電流13.6μA，且存在輸入輸出壓差17mV；單獨外電4.2V供電時(無負載)靜態電流19.8μA，若接有電池測量發現輔助PMOS管(VGS＝-0.09V>VGS(th)＝-0.7V，處于正準備進入導通狀態，嚴格意義上應該為0V)有0.1μA倒灌電流流向鋰電池；有負載時(負載電流1A)還是存在0.1μA倒灌電流流向鋰電池，輔助PMOS管(VGS＝-0.0959V)，說明LTC4412內部控制器不能外部PMOS管進行絕對的關閉(截止)，還是存在微弱的倒灌電流。