USB與電池供電切換電路設(shè)計(jì)

一、原理圖設(shè)計(jì)

二、電路分析

上圖中USB-VIN的電源來自USB供電; BAT-VIN來自電池供電; VCC-POW是系統(tǒng)的電路輸入端。

當(dāng)使用電池供電時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開機(jī)。 Q2場效應(yīng)管是漏極與源極反接，起到電壓選擇作有，非開關(guān)管功能，利用寄生二極管使電源通過，Q3是開關(guān)管正常接法，處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)系統(tǒng)無電; 按下K1，Q1基極為高電平，電阻R2，R3保證此時(shí)Q1處于導(dǎo)通，則Q1集電極為低，此時(shí)，Q2,Q3這兩個(gè)P溝道的場效應(yīng)管的柵極為低，使Q3的柵極電壓低于源極電壓，Q3導(dǎo)通，R6維持源極和柵極電平關(guān)系，電源到達(dá)VCC-POW，給系統(tǒng)上電。

上電系統(tǒng)開始工作，MCU識(shí)別到VCC-SEN為高電平(K1按下的時(shí)間有持續(xù)的要求)，再檢查VCC-CON的輸出狀態(tài)，如果是非輸出，則將VCC-CON置為高，當(dāng)K1放開時(shí)，通過VCC-CON的控制作用保持Q1的導(dǎo)通狀態(tài)，則系統(tǒng)在Q1,
Q3導(dǎo)通作用下，供電正常; 由于Q3的導(dǎo)通壓降很低，因此，對(duì)于一定的電池電量會(huì)帶來最長的設(shè)計(jì)使用時(shí)間。

開機(jī)后，插入U(xiǎn)SB電源，D1保護(hù)作用，防止USB電源接反，通過此二極管，直接給系統(tǒng)供電; 此時(shí)由于R7和D2的存在，反饋電壓使Q3柵極為高，Q3截止，將電池供電鏈路與USB供電鏈路分隔，不會(huì)產(chǎn)生倒灌; R8是對(duì)Q1晶體管的保護(hù)。

電池供電時(shí)關(guān)機(jī)過程：按下K1，MCU的IO口檢測到VCC-SEN為高電平，再檢查VCC-CON的輸出狀態(tài)，如果已經(jīng)是輸出，則將VCC-CON置為低，當(dāng)K1放開時(shí)，由于Q1基極為低，則Q1截止，Q3柵極為高，Q3也截止，系統(tǒng)斷電。

注：

①USB單獨(dú)供電時(shí)，系統(tǒng)直接上電，撥掉USB，系統(tǒng)直接關(guān)機(jī);

②在電池供電時(shí)，需由K1實(shí)現(xiàn)開關(guān)機(jī);

③兩種電源可以同時(shí)存在，一般應(yīng)用于手持便攜式設(shè)備，具有USB數(shù)據(jù)傳輸功能。