USB與電池供電切換電路設計

一、原理圖設計

二、電路分析

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

當使用電池供電時(shí)，可以實(shí)現系統開(kāi)機。 Q2場(chǎng)效應管是漏極與源極反接，起到電壓選擇作有，非開(kāi)關(guān)管功能，利用寄生二極管使電源通過(guò)，Q3是開(kāi)關(guān)管正常接法，處于截止狀態(tài)，此時(shí)系統無(wú)電; 按下K1，Q1基極為高電平，電阻R2，R3保證此時(shí)Q1處于導通，則Q1集電極為低，此時(shí)，Q2,Q3這兩個(gè)P溝道的場(chǎng)效應管的柵極為低，使Q3的柵極電壓低于源極電壓，Q3導通，R6維持源極和柵極電平關(guān)系，電源到達VCC-POW，給系統上電。

上電系統開(kāi)始工作，MCU識別到VCC-SEN為高電平(K1按下的時(shí)間有持續的要求)，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K1放開(kāi)時(shí)，通過(guò)VCC-CON的控制作用保持Q1的導通狀態(tài)，則系統在Q1,
Q3導通作用下，供電正常; 由于Q3的導通壓降很低，因此，對于一定的電池電量會(huì )帶來(lái)最長(cháng)的設計使用時(shí)間。

開(kāi)機后，插入USB電源，D1保護作用，防止USB電源接反，通過(guò)此二極管，直接給系統供電; 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Q1晶體管的保護。

電池供電時(shí)關(guān)機過(guò)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K1放開(kāi)時(shí)，由于Q1基極為低，則Q1截止，Q3柵極為高，Q3也截止，系統斷電。

注：

①USB單獨供電時(shí)，系統直接上電，撥掉USB，系統直接關(guān)機;

②在電池供電時(shí)，需由K1實(shí)現開(kāi)關(guān)機;

③兩種電源可以同時(shí)存在，一般應用于手持便攜式設備，具有USB數據傳輸功能。