电池/充电器负载开关近似理想二极管

描述了两个电路。第一种使用由锂电池充电器IC（MAX8814）的电源就绪（POK）输出驱动的外部MOSFET，在电池和充电源之间切换负载，而无需微控制器或系统软件的干预。对于没有POK输出的充电器IC（如MAX1507），第二电路使用MOSFET和比较器（MAX920）进行相同的开关。

大多数可充电电池供电系统包括一个开关，用于将负载连接到电池或充电电源。没有它，电池电量耗尽的系统在插入时可能无法立即运行。开关电路还允许系统在电池充电时使用适配器电源运行。

这种电池/适配器电源切换的最简单和成本最低的方法是二极管OR连接。负载通过单独的肖特基二极管连接到每个电源（电池和适配器），因此由更高的电压（电池或适配器）施加电源。这种方法的缺点是功率损耗（PD= I电池V二极管） 和压降 （V二极管= 0.350V/0.5A，来自PMEG2010AEH数据手册），当电池为负载提供服务时产生。对于高压多节电池，这种损耗可能并不大，但对于1节Li+电池或2-4节镍氢电池，阻断二极管上的功率损耗和二极管压降的百分比相当可观。

图1电路在0.5A时开关负载时压降仅为45mV，裕量改善了350mV - 45mV = 305mV。与二极管-OR连接（175mW对22.5mW）相比，节能为152.5mW。在较低的电流下，压差甚至更低。例如，在100mA时，二极管的压降约为270mV，而图1电路的压降仅为10mV。

图1.该电路将负载连接到电池电压或V直流输入，具体取决于哪个电压更高。

图1电路管理负载切换，无需微控制器或系统软件干预。使用电池和 V 操作时直流输入断开时，MAX8814的POK（电源就绪）输出为高电平。此条件通过打开 Q4 和 Q3 连接负载和电池。节点 1 通过 R2 偏置到电池电压，从而保持 Q1 和 Q2 关断。当 V直流输入连接到直流电源，Q1 和 Q2 保持关闭，因为 C1 将节点 1 提升至 V巴特+ V直流.

当V时，Q1和Q2栅极处的高压立即产生直流输入已应用。为防止损坏POK输入端，Q5配置为源极跟随器（电压缓冲器）。当栅极偏置于电池电压时，POK看不到高于电池电压的电压。当POK变为低电平时，电流流过Q5并拉下Q1和Q2的栅极，使它们导通。直流输入为负载提供服务，充电器 IC （U1） 为电池充电。C1和R1提供较短的延迟，允许Q3时间关断，防止未调节的电流流向电池。

当 V直流输入被移除，POK成为高阻抗节点，电池电流流过Q3的体二极管。负载电压为V巴特， w二极管.由于Q5的栅极偏置在电池电压下，因此Q5导通，直到POK达到足以通过打开Q4和Q3为负载提供服务的电压电平。图2显示了图1电路（安装电池）的响应，而V直流输入应用并删除。

图2.这些波形说明了图1电路在负载从直流电源切换到电池并切换回直流电源时的行为。（CH1 是负载两端的电压，CH2 是直流电源电压，CH3 是/POK 输出，CH4 是电池电流。

修改后的电路（图3）适用于电池充电IC，如MAX1507，不提供POK输出。比较器 （U3） 通过比较 V 提供 POK 输出直流输入到电池电压。与图2一样，图4显示了V时负载处的电压直流输入应用并移除，用于安装了电池的图3电路。

图3.对于没有POK输出的电池充电器IC，该电路的功能与图1相同。

图4.这些波形说明了图3电路在负载从直流电源切换到电池再切换回直流电源时的行为。（CH1 是负载两端的电压，CH2 是直流电源电压，CH3 是/POK 输出，CH4 是电池电流。

审核编辑：郭婷