可以使用电池组或外部电源(如墙上适配器或外部电源)运行的便携式设备需要能够在两个电源之间平稳切换。本应用笔记介绍了一种电路(图1),该电路开关电源效率高,无开关噪声。
图1.该电路提供电池/墙上电源切换,同时对墙上电源输出进行去抖动。
电源切换问题
报告讨论了两个问题。首先,当外部电源连接和断开时,可能会发生触点反弹效应,从而导致功率尖峰,如图2所示。其次,开关方法会引入压降,从而降低效率和电池寿命。
图2.在图1中,当壁源电压(顶部走线)置位时,u1输出(底部迹线)不受影响。
降低压降
二极管-or连接是一种常见的解决方案,但二极管的正向压降限制了效率。对于一到三节电池的小型电池组,标准二极管(0.6v至0.7v)的压降占电池端电压的很大比例。使用肖特基二极管(0.3v至0.5v压降)在一定程度上改善了问题,但fet开关可以将压降降低到0.1v以下。
选择图1所示的fet是由于其低rds(on)和低vgs(额定电压低至1.8v)而选择的。因此,fet可以响应两个aa电池(每个0.9v)几乎放电的电池组。
降低开关噪声
微处理器监控电路(图1中的u1)充当墙源检测器和去抖动器。它监控墙上电源,只有在墙上电源稳定并且一段时间内一直处于或高于 u1 的跳闸电压时,它才会从电池电源切换到墙上电源。在此延迟期间,电池将被反向驱动(充电),通常为185ms。在图1中,请注意从电池切换到墙上电源时对负载电压的影响(图3),反之亦然(图4)。
图3.图1中的20ω负载(底部迹线)在墙上电源接过电池时记录出轻微的不匹配,由u1输出的变化指示(顶部迹线)。
图4.当图1中的壁式电源被移除时(由顶部迹线中的u1响应表示),负载响应(底部迹线)显示了q1体二极管两端压降的影响。
u1的推挽式/电平有效输出直接驱动q1的栅极,无需外部元件。如果u1的超时延迟过长,可以考虑引脚兼容的max6801(sot23封装)或max6381(sc70封装),它们提供1ms、20ms或更高的延迟选项。另一个引脚兼容的选项是max6375电压检测器(sc-70封装)。它不提供超时延迟,但对电池的反向驱动影响最小。
请注意,q1的漏极与电池的漏极和负载的源极反向连接,这允许其内部体二极管为负载提供初始电流路径。同时,当q1关断时,它会阻止aa电池的墙上电源不受控制的充电(反向驱动)。
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