CN205142168U - 电池切换电路 - Google Patents

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李跃勇
杨峰
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Abstract

本实用新型公开了一种用于低功耗负载上的电池切换电路，包括适配器、二极管D1、电池和负载R1，适配器串联在二极管D1的正极，二极管D1的负极连接负载R1，电池串联在负载R1的两端，在电池和负载之间串联有PMOS，PMOS的漏极与电池正极相连，PMOS的源极连接负载R1，PMOS的栅极连接MOS控制电路的其中一个引脚；所述的MOS控制电路的其他引脚还分别连接在PMOS与负载R1之间和地面。本实用新型通过采用MOS控制电路和PMOS元件，使得在电池切换电路中减小二极管所造成的压降问题，从而降低功耗，适用于便携式低功耗产品。

Description

电池切换电路
技术领域
本实用新型属于电学领域，具体涉及一种电池切换电路。
背景技术
由于便携式产品要求功耗较低，电源的利用率比较高，此类产品一般带内部锂电池，可通过外部适配器进行充电，并可边充电边使用。现有的锂电池切换电路是利用二极管的反向特性进行电池和适配器之间的切换，具体结构为电池与负载之间串联二极管，适配器与负载之间串联二极管。但由于二极管功耗太大，因此不适合使用在低功耗负载上。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了改善上述问题，提供了一种用于低功耗负载上的切换电路，提高转换效率。
本实用新型采用的技术方案为：一种电池切换电路，包括适配器、二极管D1、电池和负载R1，适配器串联在二极管D1的正极，二极管D1的负极连接负载R1，电池串联在负载R1的两端，在电池和负载之间串联有PMOS，PMOS的漏极与电池正极相连，PMOS的源极连接负载R1，PMOS的栅极连接MOS控制电路的其中一个引脚；所述的MOS控制电路的其他引脚还分别连接在PMOS与负载R1之间和地面。
进一步，所述的MOS控制器的型号为LTC4412。
本实用新型产生的有益效果是：通过采用MOS控制电路和PMOS元件，使得在电池切换电路中减小二极管所造成的压降问题，从而降低功耗，适用于便携式低功耗产品。
附图说明
图1为现有技术中的通用电池切换电路；
图2为本实用新型改进后的电池切换电路；
图3为实施例的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本是实用新型作进一步的说明。
如图1所示，现有的锂电池切换电路是利用二级管的反向特性进行电池和适配器之间的切换。
当适配器1未插入时，电池bat1通过二极管D2给负载R1供电，此时负载端的电压为Vbat1-Vd2。假设负载R1的电流为I，则整个电路的总功耗为P=I*Vd2+I2R1。当适配器1插入时，由于二极管D2端的阴极电压比阳极电压大，二极管D2反向截止，从而切断电池bat1流向负载R1的电流。因为二极管压降问题（二极管压降一般为0.5V～0.7V），在大电流应用时，二极管功耗太大，不适合低功耗应用。
如图2为本实用新型中的电池切换电路图。在现有技术的基础上把二极管D2换为一个PMOSQ1和一个MOS控制电路，其中MOS控制电路分别连接PMOS的栅极、源极和地面。该控制电路可以通过检测MOS源极电压从而控制PMOS管的通断。
当适配器1未插入时，电池电流通过PMOSQ1的体二极管输出到负载R1，Q1源极电压为Vs=Vbat1-Vbody，其中Vbody为体二极管的降压大小；MOS控制电路可以通过检测PMOS的源极电压从而导通该PMOS，MOS导通电压Vds一般为几十毫伏，此时负载处电压为VSR1=Vbat1-Vds。
当适配器插入时，Q1的源极电压升高，MOS控制电路检测此电压时，会自动关断Q1，从而切断电池电流流向负载。
当适配器突然断电或拔掉时，电池bat1先通过PMOS的体二极管续流，保证负载供电电压稳定，然后MOS控制电路通过控制PMOS栅源极电压导通该PMOS，从而降低PMOS的功耗，提高电池利用效率。
以下为本实用新型的一种实施例：
如图3所示，MOS控制电路U1的型号为LTC4412,Q2为PMOS，D3为肖特基二极管，R2为负载。5V的适配器连接肖特基二极管D3，肖特基二极管连接负载R2，负载R2的另一端接地；电源bat2分别连接PMOSQ2的漏极和MOS控制电路U1的1脚，MOS控制电路U1的2脚和3脚接地，4脚不接电路，5脚连接PMOSQ2的栅极，PMOSQ2的源极分别连接MOS控制电路U1的6脚和负载R2。
当未插入适配器电源时，即没有USB电源时，PMOSQ2源极电压为Vs=Vbat2-Vbody(Vbody为PMOS体二极管压降)，LTC4412通过控制PMOSQ2的栅极电压从而使得PMOS导通，LTC4412通过控制PMOS的栅极电压从而使MOS的导通电压降为20mv，也就是说，从电池到负载，中间损耗的压降为20mv。当插入适配器后，LTC4412的6脚检测到有外部电源时，自动关断PMOS。而Q2由于反向压差，也处于截止状态，从而阻断电池电流向负载流动。
两种电路的效率对比：
假设负载电路所需电流为1A，则传统电路二极管的功耗为：
Pd=UI=0.7V*1A=0.7W。
新型电路中，LTC4412在正常工作条件下所需电流是uA级别，功耗可以忽略不计。PMOS功耗为：
Pmos=UI=0.02V*1A=0.02W。
新型电路比传统电路的功耗要减少了35倍。
两者对比可以看出，新型的电池切换电路在便携式低功耗产品中应用前景非常大。

Claims (2)

1.一种电池切换电路，包括适配器、二极管D1、电池和负载R1，适配器串联在二极管D1的正极，二极管D1的负极连接负载R1，电池串联在负载R1的两端，其特征在于：在电池和负载之间串联有PMOS，PMOS的漏极与电池正极相连，PMOS的源极连接负载R1，PMOS的栅极连接MOS控制电路的其中一个引脚；所述的MOS控制电路的其他引脚还分别连接在PMOS与负载R1之间和地面。
2.根据权利要求1所述的一种电池切换电路，其特征在于：所述的MOS控制电路的型号为LTC4412。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105245214A (zh) * 2015-11-12 2016-01-13 郑州雅晨生物科技有限公司 电池切换电路
CN108652619A (zh) * 2018-05-19 2018-10-16 安徽邵氏华艾生物医疗电子科技有限公司 一种预防csm模块在干扰下的恢复方法及系统

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