帶有延時(shí)的備份電池方案

本應(yīng)用筆記介紹了主電源和備份電池通過(guò)二極管“或”邏輯電路與負(fù)載連接的方案。這一架構(gòu)很容易理解，但當(dāng)電池電壓超出主電源電壓時(shí)，二極管“或”邏輯電路將連通電池供電，不能合理選擇主電源供電。本文給出了一個(gè)解決該問(wèn)題的方案。設(shè)計(jì)中采用MAX931比較器，比較器內(nèi)置2%基準(zhǔn)。

主電源和備用電池通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的二極管“或”邏輯電路連接到負(fù)載。但是，當(dāng)電池電壓超過(guò)主電源電壓時(shí)，二極管“或”邏輯電路將連通電池供電，不能合理選擇主電源供電。圖1電路給出了一個(gè)解決該問(wèn)題的方案，主開(kāi)關(guān)電源的電壓范圍為7V至30V，備用電源為9V電池。

圖1. IC1 MAX931比較器用于監(jiān)測(cè)主電源電壓。當(dāng)主電源電壓下降到7.4V以下時(shí)，它可以通過(guò)將電池負(fù)端接地接通備用電池。

MAX931是一款具有1.182V帶隙基準(zhǔn)的超低功耗比較器，正常工作時(shí)，比較器輸出為低電平，三個(gè)并聯(lián)的n溝道FET關(guān)斷，電池負(fù)端浮空，由主電源為負(fù)載供電。當(dāng)主電源電壓下降到7.4V時(shí)，比較器輸出高電平，它將接通n溝道FET，將電池負(fù)極接地，由電池為負(fù)載供電(圖2)。

圖2. 主電源電壓(圖1中的通道3)逐漸下降時(shí)，n溝道FET的柵極電壓變?yōu)楦唠娖?通道2)。這將接通電池，使輸出電壓(通道1)達(dá)到9V。主電源電壓達(dá)到8.4V時(shí)n溝道FET關(guān)斷，恢復(fù)主電源為輸出供電。

柵極驅(qū)動(dòng)電路的D1、C1和R6產(chǎn)生一定的延時(shí)，該延時(shí)可以消除電路從電池切換到主電源時(shí)產(chǎn)生的瞬態(tài)干擾，而這些瞬態(tài)干擾會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的微控制器復(fù)位，這一點(diǎn)對(duì)于絕大多數(shù)系統(tǒng)是無(wú)法接受的。圖3給出了電路不存在瞬態(tài)干擾時(shí)的特性。注意：R3和R4將MAX931的滯回電壓設(shè)置為800mV，以保證正確的工作狀態(tài)。請(qǐng)參考MAX931數(shù)據(jù)資料計(jì)算相應(yīng)的電阻值。

圖3. 在快速恢復(fù)主電源供電時(shí)，圖1輸出響應(yīng)不存在瞬態(tài)干擾。