升压转换器在电池和USB电源之间切换

本应用笔记介绍了一种电路，该电路以最少的电路在电池电源和USB电源之间无缝切换。设计采用升压转换器架构，在USB电源线和升压转换器（MAX1792/MAX1795/MAX1796）输出之间连接LDO（MAX1797）。

介绍

现在，几乎所有PC都包括USB端子，其中许多终端为鼠标，PDA，MP3播放器和其他外围设备提供电源并传输所需的数据。这些 USB 端子可在 500V （5.2W） 下提供高达 5mA 的电流，同时用作数据线;任何绘制超过此值的尝试都受到主机的限制。对于由 USB 端口供电的应用（如 PDA、DSC 和 MP3 播放器），有限的可用功率必须以高效和稳定的电压提供。系统应在电池电源和 USB 电源之间无缝切换。

实现这种开关的传统、最简单的方法是将二极管OR电路从电池和USB端口连接到负载。然而，这种安排包括等于负载电流乘以二极管正向电压的功率损耗。特别是在从电池吸收电流时，二极管会施加恒定的功率损耗，从而降低转换器的输出电压精度。用模拟开关代替二极管可以最大限度地降低功率损耗，但这种方法会增加开关的成本。

更通用的升压转换器架构可以以最少的电路完成USB端口和电池之间的自动切换，而不是模拟开关或二极管OR电路（图1）。低压差线性稳压器（MAX1792 LDO）连接在USB电源线和升压转换器（MAX1795/MAX1796/MAX1797）输出之间。

图1.此电路在 USB 端口和电池之间自动切换。

选择电池电压会使升压转换器为负载供电，负载也会向LDO输出施加电压。为了保护LDO，包括一个肖特基二极管（D1）或选择一个具有足够输出电压额定值的LDO。（MAX1792 LDO没有足够的额定值。二极管允许最大LDO输出为V在+ 0.3V，这是大多数 LDO 的额定输出电压。设置LDO输出电压的R1-R2电阻分压器中的电阻值应尽可能大，以最大限度地减小负载电流。转换器的输出电压为3.3V，因此分压器电流（约10μA）与负载电流相比可以忽略不计。

当USB端子处于活动状态时，LDO为负载供电，并且LDO的输出必须设置为超过转换器的输出电压。请注意，大多数升压转换器架构都具有脉冲跳跃功能。当转换器的输出电压超过其内部电阻分压器设定的值时，转换器停止产生脉冲，从而在不关断的情况下实现低静态电流。转换器的标称输出电压范围不得与LDO的标称输出电压范围重叠，这种情况可能导致升压转换器开关。MAX1792的输出电压设置为4V，无需二极管OR电路，无需使用微控制器或GPIO，即可在USB端口和电池之间切换（图2）。

图2.图1所示LDO和升压转换器的输出电压范围不得重叠。

图3所示为MAX1断开时的图1792输出瞬态。负载为10Ω。如图所示，即使USB连接是热插拔的，输出电压也能无缝切换。较重的负载会减慢上升和下降时间。您可以通过增加输出电容来抵消这种影响。

图3.图10所示电路在1Ω负载下的输出瞬变。顶部波形是MAX1792的输入电压;底部波形是负载电压。

审核编辑：郭婷