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設(shè)計主電源和備用電源之間的FET-OR電路開關(guān)

發(fā)布時間:2008/5/28 0:00:00 訪問次數(shù):768

  圖1為一具有“二極管或”功能的電路,用于主電源和備用電源之間必須自動切換的場合,包括電池供電存儲器電源和任 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)存取存儲器(sram)電路(非易失性存儲器模塊)至少需要兩個電源:sram存儲器(vin1)用高電流活動通道,以及一個供主電源缺失時保存存儲器內(nèi)容的低電流備用電源(vin2)。

  通常的二極管或連接會給兩個通道都帶來問題(見圖2)。在vin1通道,二極管電壓降會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。對低壓電源供電的存儲器ic容限問題更嚴(yán)重。

  在備用端(vin2),希望電壓降最小,以最大限度延長備用電源(不管是電池、超級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%。

  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,等效兩個枯竭的各0.9v aa電池)和低導(dǎo)通電阻。

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

  u1用作墻上適配器的電源感測器和去抖動電路,使用一可編程延遲(對典型固定的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超時延遲期間被vin1(小于q1本身二極管壓降)反向驅(qū)動。為避免此問題,在初級電源(vin1)加電時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?xùn)艠O信號至地電平,當(dāng)vin1移除時加速q2導(dǎo)通。r3應(yīng)盡可能大,這是因為加載柵極輸出會阻止負(fù)載電流的增加,降低柵極驅(qū)動能力。(為正確操作,本電路假設(shè)vin2幅度小于vin1幅度)。



  圖1為一具有“二極管或”功能的電路,用于主電源和備用電源之間必須自動切換的場合,包括電池供電存儲器電源和任 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)存取存儲器(sram)電路(非易失性存儲器模塊)至少需要兩個電源:sram存儲器(vin1)用高電流活動通道,以及一個供主電源缺失時保存存儲器內(nèi)容的低電流備用電源(vin2)。

  通常的二極管或連接會給兩個通道都帶來問題(見圖2)。在vin1通道,二極管電壓降會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。對低壓電源供電的存儲器ic容限問題更嚴(yán)重。

  在備用端(vin2),希望電壓降最小,以最大限度延長備用電源(不管是電池、超級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%。

  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,等效兩個枯竭的各0.9v aa電池)和低導(dǎo)通電阻。

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

  u1用作墻上適配器的電源感測器和去抖動電路,使用一可編程延遲(對典型固定的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超時延遲期間被vin1(小于q1本身二極管壓降)反向驅(qū)動。為避免此問題,在初級電源(vin1)加電時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?xùn)艠O信號至地電平,當(dāng)vin1移除時加速q2導(dǎo)通。r3應(yīng)盡可能大,這是因為加載柵極輸出會阻止負(fù)載電流的增加,降低柵極驅(qū)動能力。(為正確操作,本電路假設(shè)vin2幅度小于vin1幅度)。



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