通过在+5V输入和单节Li+可充电电池之间切换获得恒定的+5V输出

设计提供了一种简单的方法，即使在外部+5V电源和可充电单节Li+电池之间切换时也能保持不间断的+5V电压。

一些便携式应用需要由外部+5V墙上适配器电源供电，在电池备份模式下仍需要+5V系统电压。该设计提供了一种在外部+5V电源和可充电单节锂离子（Li+）电池之间切换的简单方法。该设计仍将保持应用电路的+5V不间断电压。

需要三个关键的电路功能：

高效的Li+电池充电器

高效升压转换器，可将电池电压转换为+5V

低损耗切换电路，可在主直流电源和备用Li+电池之间自动切换
 

如图1所示，U1为高性能电池充电器（MAX8903），能够提供高达2A的电流为单节电池充电。电阻 RIDC 和 RISET 分别设置直流输入电流限值和充电电流设定点。由于不使用SYS输出（引脚23和24），因此充电电流将是恒定的，不受负载电流的影响。

Q1 和 Q2 是双通道 PNP 晶体管，采用 SC74 封装。这些晶体管与p沟道FET（Q4a和Q4b）一起使用，以形成理想的低损耗ORing二极管。ORing二极管配置的输出馈送至高效升压转换器U2 （MAX8815A）。当存在+5V输入电压时，MAX8903为电池充电。Q4a导通，因为R2上的电压相对于Q4a源电压提供负偏置。Q2b基极上的电压高于Q2a晶体管发射极上的电压。因此，Q2a关闭，Q2b导通，因为有足够的基极电流流经R3至地。由于Q2b现在完全导通，Q2b集电极上的电压非常接近输出电压。Q4b也偏置，因为其栅极和源极引脚之间的电压差接近于零。当+5V电源被移除或低于电池电压时，电路工作原理与上述Q4b、Q1a、Q1b、R4和R1相同。

MAX8815A （U2）为高效升压转换器，可提供超过1A的连续电流。由于MAX8815A的输入电压范围为3.0V至5V，因此即使输入为+5V，该升压转换器仍能提供高度稳定的5V输出。1

将升压置于+5V墙上适配器的电源路径中各有利弊。缺点是效率。与仅使用FET切换电路在墙上适配器电压和升压电池电压之间切换的电路相比，升压转换器将产生更多的功率损耗。然而，在输出端使用升压有一个很好的优势：它将调节+5V输出，并考虑适配器电缆中的IR压降。此外，将MAX8815A放在输出端可提供短路保护。

图1.该设计在外部+5V电源和可充电单节Li+电池之间切换，以提供恒定的+5V输出。

图2显示了用更少的器件实现该电路的方法。该方法使用MAX8903的SYS输出作为MAX8815A升压转换器的输入。该方法省去了晶体管Q1和Q2作为开关元件，并使用MAX8903的内部开关电路。

减少器件数量需要权衡取舍。这种方法的主要性能缺点是效率较低。当主输入连接时，MAX8903根据器件型号将输出调节至4.4V或4.325V。当电池电压处于VCHG点时，电压将SYS输出调节到这些电压之一。请参考MAX8903数据资料中的图4，了解电池充电时的VSYS电压曲线。第二个权衡是电池充电电流，它取决于负载。这意味着充电电流是输入电流限值（可设置为2A）与负载电流之差。因此，在全输出负载下，与输出轻负载相比，电池充电需要更长的时间。

最后，这种方法还有一个很好的优势：MAX8903的输入工作范围。输入电压范围额定为 4.5 至 16V，具有 20V 输入保护。图1中的电路受MAX8815A5.5V最大工作输入电压的限制。

图2.该设计还可在外部+5V电源和可充电单节Li+电池之间切换，以提供恒定的+5V输出。

审核编辑：郭婷