单节锂电池外部供电自动切换的电路学习

前言

学习一种广泛应用的锂电池供电自动切换电路
电路存在外部电源时，优先使用外部电源供电，并为电池供电，外部电源切换后自动切换至锂电池充电，这样可以保证有外部电源时，电池是能充得上电的。原理图如下图所示。

一、原理分析：

①当VBUS处有外部电源输入时

以5V为例。当VBUS=5V，此时D1导通，D2不导通，防止了VOUT处有电流流向VBAT，；而此时由于VBUS同时也将PMOS管Q1的栅极拉高，使得栅极电压与源极电压相差+0.3V，Q1管会截止，，我们看它的数据手册，漏源电压最大30V，允许通过的最大电流是4A，当VGS(th)为+0.3V时，Q1是不导通的，，防止了VOUT处有电流流向VBAT。这样实现了有外部电源VBUS时，外部电源为VOUT供电，同时为VBAT电池充电。

②当VBUS处无外部电源输入时

，D1不导通，D2导通，栅极电压与源极电压相差-3.4V,Q1此时完全导通，此时电流可以从高速的二极管D2通过，当Q1完全导通后，可以使得VBAT到VOUT的压降变小，此时电流通过MOS为主要路径，实现了VBAT向VOUT供电。

二、器件选择

1、二极管

①肖特基二极管
图中D1和D2应选择电流足够的肖特基二极管（如1N5819），因为肖特基二极管的压降小，并且开关速率很快，如下图所示，5917和5818也是满足的，压降更小，同时我们可以看到，压降并不是一成不变的跟流过的电流有关，电流越大，压降越大，并且跟温度也有关系。

2、MOS管

MOS管选择PMOS ,建议VGS(th)小于-3V，因为锂电池电压约为3~3.7V,减去二极管的压降要保证能够导通。

3、其他

有人就问了PMOS已经有了体二极管了，D2是不是就不用加了，MOS管的体二极管开关速度没有肖特基那么快，Vout电压可能会出现跌落，可能造成系统工作的不稳定
还有就是充电管理芯片要注意散热

总结

参考文档：
https://blog.csdn.net/little_grapes/article/details/120896555

https://blog.csdn.net/chenhuanqiangnihao/article/details/131452138