双电源电路分析

双电源电路（一）

双极性或双电压电源可在两个3端子稳压器的帮助下轻松设计。上图显示了使用IC的LM320和LM340的情况。异相交流由变压器的次级和接地中心抽头提供。单个全波电桥将这些电压转换为正直流电压和负直流电压（相对于接地中心抽头）。整流电路的输出借助电容器C1和C2进行滤波。

LM340提供正电压调节，LM320调节负电压。还必须注意的是，两种IC具有不同的引脚配置。LM320的情况不被视为地面。因此，在安装负稳压器时要特别小心。

LM电路中的二极管用于提供保护。它们确保稳压器输出端的瞬态电压不会将输出驱动到高于其输入的电位，从而对稳压器造成损坏。必须注意的是，二极管的放置方式如图所示，而不是相反。二极管在同时接通两个稳压器方面也起着重要作用。如果有机会发生这种情况，较慢的稳压器的输出可能会被驱动到较快稳压器的电位。因此，二极管在启动时可防止这些反极性。

许多应用需要几种不同的电压电源。一种解决方案是建立几个独立的监管机构。然而，通常重要的是跟踪所有这些电源电压。也就是说，如果其中一个电源电压上升2%，则最好所有电源电压上升相同的量。这可以通过在可调三端稳压器上增加一个运算放大器来实现。

图中所示电路为负输出电压和正输出电压提供限流和热关断功能。正稳压由LM317可调正稳压器IC产生，如图所示。

调节正电压始终比R1两端的电压（在调节引脚上）高2.3V。该稳压输出电压用作反相放大器的输入。运算放大器A是该放大器的输入级，LM337负稳压器是功率输出级。因此，负稳压输出电压V“是正稳压V+的放大和反相版本。电流限制和热关断由LM317（用于正输出）和LM337（用于负输出）独立提供。运算放大器通过将LM337的调节引脚驱动至高于所需负输出+1.2V的电压，确保负输出电压跟踪正输出。由于LM337位于运算放大器的负反馈环路内，因此此+1.2V失调出现在运算放大器和稳压器之间，而不是稳压器输出端。

双电源电路（二）

日常电器中，双电源自动切换的例子随处可见如：交流适配器和USB供电的电源切换、电池供电和USB供电的自动切换。

这些电路都遵守一个共同原则：优先选择电压高者。

其实最开始这个电路是在锂电充电电路上发现的，数据手册非常贴心的给出了双电源自动切换的参考应用，简单易实现。

电路：

电路实际现象：

只插入交流适配器，电路会自动切换为交流适配器供电。

只插入USB-5V电源，电路会自动切换为USB供电。

同时将交流适配器和USB-5V电源接入电路，由于交流适配器的输出电压一般为5.5V以上，比USB电源的5V略高，电路会自动切换为交流适配器供电。

电路原理：

电路由1个P-MOS（如AO3401）、1个二极管（推荐用肖特基，压降小）、1个适当阻值的下拉电阻组成。

假设USB电源电压为5.0V，交流适配器的电压为5.5V，比USB的略高。

当交流适配器的5.5V单独接入时，二极管导通，电路自动切换为交流适配器供电，此时用电端电压为5.5-0.3=5.2V。

当USB-5V单独接入时，P-MOS的DS寄生二极管首先导通，S极电压为5-0.7=4.3V，而此时的G极被下拉电阻拉低为0V，故Vgs=0-4.3=-4.3V。-4.3V《P-MOS的GS最低导通门限电压，于是P-MOS导通，之后用电端电压为5-I*Ron。由于MOS的导通电压都比较低，约几十mΩ，且一般电路电流都不会超过2A，故P-MOS的导通压降几乎可以不计。可以非常高效的将5V输出至用电端。

当交流适配器5.5V与USB-5V同时接入时，肖特基D1导通，此时P-MOS的G极电压为5.5V，S极电压为5.2V，Vgs=5.5-5.2=0.3V，0.3V》P-MOS的GS最低导通门限电压，于是P-MOS关断。电路便自动切换为由输入电压较高的交流适配器供电。

同理此方法同样适用于电池输入与USB电源的自动切换。将USB电源连接在电路输入侧的上面，4.2V锂电连接在电路输入侧的下面，电路会优先选择电压高者。