[導(dǎo)讀]▲本文要分析的電路很多內(nèi)置有鋰電池的便攜電子設(shè)備，比如手機(jī)，通常采用這樣的供電方式：1、沒有插入USB電源時，使用內(nèi)置的鋰電池供電。2、當(dāng)插入USB電源時，切換為由外置的USB電源供電，并對鋰電池進(jìn)行充電。下圖電路就是實(shí)現(xiàn)上述的功能，它來自一款電子書閱讀器（Kindle同類產(chǎn)品）...
▲ 本文要分析的電路
很多內(nèi)置有鋰電池的便攜電子設(shè)備，比如手機(jī)，通常采用這樣的供電方式：
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1、沒有插入USB電源時，使用內(nèi)置的鋰電池供電。
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2、當(dāng)插入USB電源時，切換為由外置的USB電源供電，并對鋰電池進(jìn)行充電。
下圖電路就是實(shí)現(xiàn)上述的功能，它來自一款電子書閱讀器（Kindle同類產(chǎn)品）：
這是已量產(chǎn)的電路，成熟穩(wěn)定，實(shí)物電路板如下圖所示，幾個關(guān)鍵的元器件做了標(biāo)注：
本文要講解的是“外置USB供電與內(nèi)置鋰電池供電的自動切換電路”，所以先把上述電路中不相關(guān)的電路隱藏。也就是隱藏鋰電池充電管理、電源濾波等電路：
隱藏后變成這樣：
這一下子，電路變得好簡單，實(shí)現(xiàn)電源切換的功能，竟然只需要一個二極管、一個MOS管、一個電阻！一、電路說明將上述的“外置USB供電與內(nèi)置鋰電池供電自動切換電路”整理一下，弄好看點(diǎn)：
功能邏輯是這樣的：
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1、當(dāng)插著USB電源時，由外置的USB電源供電，即VBUS對VOUT供電。
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2、當(dāng)拔掉USB電源時，切換為由內(nèi)置的鋰電池供電，即VBAT對VOUT供電。
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3、當(dāng)重新插入USB電源時，切換為由外置的USB電源供電，即VBUS對VOUT供電。
二、原理分析假設(shè)VBUS的電壓為5V，VBAT的電壓為3.7V，下面開始分析。1、當(dāng)插著USB電源時：VBUS通過肖特基二極管D9到達(dá)VOUT。
肖特基二極管的導(dǎo)通壓降約為0.3V，USB電壓VBUS = 5V，所以：VOUT = 5V - 0.3V = 4.7V由于VBAT為3.7V，MOS管Q4的s極為4.7V，g極為5V，由此可知：Vgs = 5V - 4.7V = 0.3V > 0所以MOS管處于不導(dǎo)通狀態(tài),同時其體二極管也是反向截止。由于電阻R155的存在，會浪費(fèi)一些功耗，流過R155的電流為：5V / 10Kohm = 0.5mA
2、當(dāng)拔掉USB電源時：VBUS的電壓會從5V開始往下降，電阻R155起到給VBUS放電的作用。VBUS的電壓需要快速下降，因?yàn)槿绻陆德?，會?dǎo)致MOS管Q4打開變慢，也就不能很快地切換為電池VBAT供電。如下圖，假設(shè)VBUS緩慢下降到4.9V，即MOS管Q4的g極為4.9V。電池電壓VBAT通過MOS管Q4的體二極管后降低了約0.7V，變?yōu)?V，即MOS管的Vgs電壓為：4.9V - 3V = 1.9V > 0MOS管仍然不導(dǎo)通，VOUT的供電沒有完全切換為VBAT。
假設(shè)VBUS已經(jīng)下降為1V，如下圖。則Vgs = 1V - 3V = -2V，MOS管已經(jīng)逐漸打開。
最終，VBUS會降到0V，MOS管也會完全打開，VOUT切換為用VBAT供電，VOUT電壓變?yōu)?.7V：
VBUS接的濾波電容會令其電壓下降緩慢，如果發(fā)現(xiàn)VBUS的電壓下降過慢，可以減小R155的阻值。但是這樣會導(dǎo)致在插入USB電源時，流過R155的電流變大，增加了無謂的功耗。所以R155的阻值不能過大也不能過小，需根據(jù)實(shí)際調(diào)試的效果來決定。3、當(dāng)重新插入USB電源時：如下圖，MOS管Q4的Vgs = 5V - 4.7V > 0，MOS管不導(dǎo)通，并且其體二極管也是反向偏置。VOUT切換為用VBUS供電，Vout電壓變?yōu)?.7V。
三、性能提升在拔掉USB電源的瞬間，有沒有可能MOS管Q4來不及打開，導(dǎo)致VBAT的電壓沒有及時切過來？是有可能的。MOS管Q4沒有快速打開，VBAT供電不能及時續(xù)上來，會導(dǎo)致VOUT電壓下降過多，VOUT的負(fù)載電路就可能工作異常。如果電路的負(fù)載較重，拉取的電流較大，尤其容易出現(xiàn)在供電電源切換時VOUT電壓下降過多的問題。怎么辦呢？
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1、可以加快MOS管打開導(dǎo)通的速度。方法是減小VBUS的濾波電容的容值，減小電阻R155的阻值，這都是讓VBUS快速掉電，從而讓Vgs快點(diǎn)到達(dá)令MOS管完全打開的電壓。
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3、這是重點(diǎn)！可以給MOS管并聯(lián)一個肖特基二極管D1，如下圖所示：
該肖特基二極管D1的正向?qū)▔航导s為0.3V，比MOS管的體二極管要小。在MOS管完全打開之前，VBAT通過肖特基二極管D1對VOUT進(jìn)行供電，可以緩解VOUT電壓下降過多的問題。這個方法非常實(shí)用，該電路與方法已經(jīng)被申請了實(shí)用新型專利。其實(shí)很多再普通不過的電路都被申請了實(shí)用新型專利，盡管這些電路被大眾長期使用在先，具體就不展開了。四、應(yīng)用案例除了上述的電子書閱讀器有應(yīng)用之外，還有大量的產(chǎn)品使用了這個切換電路。比如MicroPython領(lǐng)域著名的01Studio公司，其出品的多款開發(fā)板都有這個切換電路。以其中的一款型號為“pyWiFi-ESP32”的開發(fā)板舉例，其電源部分的電路圖如下：
其中，電源切換相關(guān)的電路在這里：
標(biāo)注對應(yīng)的實(shí)物圖：
五、最后本文應(yīng)該是全網(wǎng)目前為止，講這個電路講得最“啰嗦”的一篇，不知會不會講得太“干”了，不好消化。歡迎點(diǎn)擊左下角的“閱讀原文”給我留言。關(guān)于電路的學(xué)習(xí)，希望大家，enjoy!---The end---
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LED驅(qū)動電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
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驅(qū)動電源
在工業(yè)自動化蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，工業(yè)電機(jī)作為核心動力設(shè)備，其驅(qū)動電源的性能直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。其中，反電動勢抑制與過流保護(hù)是驅(qū)動電源設(shè)計中至關(guān)重要的兩個環(huán)節(jié)，集成化方案的設(shè)計成為提升電機(jī)驅(qū)動性能的關(guān)鍵。
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工業(yè)電機(jī)
驅(qū)動電源
LED 驅(qū)動電源作為 LED 照明系統(tǒng)的 “心臟”，其穩(wěn)定性直接決定了整個照明設(shè)備的使用壽命。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，LED 驅(qū)動電源易損壞的問題卻十分常見，不僅增加了維護(hù)成本，還影響了用戶體驗(yàn)。要解決這一問題，需從設(shè)計、生...
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驅(qū)動電源
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根據(jù)LED驅(qū)動電源的公式，電感內(nèi)電流波動大小和電感值成反比，輸出紋波和輸出電容值成反比。所以加大電感值和輸出電容值可以減小紋波。
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LED
設(shè)計
驅(qū)動電源
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驅(qū)動電源
在現(xiàn)代城市建設(shè)中，街道及停車場照明作為基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其質(zhì)量和效率直接關(guān)系到城市的公共安全、居民生活質(zhì)量和能源利用效率。隨著科技的進(jìn)步，高亮度白光發(fā)光二極管(LED)因其獨(dú)特的優(yōu)勢逐漸取代傳統(tǒng)光源，成為大功率區(qū)域...
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發(fā)光二極管
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LED
在LED照明技術(shù)日益普及的今天，LED驅(qū)動電源的電磁干擾(EMI)問題成為了一個不可忽視的挑戰(zhàn)。電磁干擾不僅會影響LED燈具的正常工作，還可能對周圍電子設(shè)備造成不利影響，甚至引發(fā)系統(tǒng)故障。因此，采取有效的硬件措施來解決L...
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LED照明技術(shù)
電磁干擾
驅(qū)動電源
開關(guān)電源具有效率高的特性,而且開關(guān)電源的變壓器體積比串聯(lián)穩(wěn)壓型電源的要小得多,電源電路比較整潔,整機(jī)重量也有所下降,所以,現(xiàn)在的LED驅(qū)動電源
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LED
驅(qū)動電源
開關(guān)電源
LED驅(qū)動電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器，通常情況下：LED驅(qū)動電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
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隧道燈
驅(qū)動電源
LED驅(qū)動電源在LED照明系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。由于LED具有節(jié)能、環(huán)保、長壽命等優(yōu)點(diǎn)，使得LED照明在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，LED的電流、電壓特性需要特定的驅(qū)動電源才能正常工作。本文將介紹常用的LED驅(qū)動電...
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LED驅(qū)動電源
led照明
LED驅(qū)動電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動LED發(fā)光的電源轉(zhuǎn)換器，通常情況下：LED驅(qū)動電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
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驅(qū)動電源
高壓工頻交流
崧盛股份9日發(fā)布投資者關(guān)系活動記錄表，就植物照明發(fā)展趨勢、行業(yè)壁壘等問題進(jìn)行分享。植物照明未來市場需求廣闊崧盛股份指出，植物照明將會走向長期產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。主要原因有三：第一，LED植物照明賦能終端種植更具有經(jīng)濟(jì)價值。由于LE...
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崧盛股份
驅(qū)動電源
在當(dāng)今高度發(fā)展的技術(shù)中，電子產(chǎn)品的升級越來越快，LED燈技術(shù)也在不斷發(fā)展，這使我們的城市變得豐富多彩。 LED驅(qū)動電源將電源轉(zhuǎn)換為特定的電壓和電流，以驅(qū)動LED發(fā)光。通常情況下：LED驅(qū)動電源的輸入包括高壓工頻交流電(即...
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LED
驅(qū)動電源
高壓直流
人類社會的進(jìn)步離不開社會上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設(shè)計者的努力，其實(shí)很多人并不會去了解電子產(chǎn)品的組成，比如LED電源。
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驅(qū)動電源
低壓直流
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，LED技術(shù)也在不斷發(fā)展，為我們的生活帶來各種便利，為我們提供各種各樣生活信息，造福著我們?nèi)祟?。LED驅(qū)動電源實(shí)際上是一種電源，但是它是一種特定的電源，用于驅(qū)動LED發(fā)射帶有電壓或電流的光。 因此，LE...
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驅(qū)動電源
電流
LED燈作為一種新型節(jié)能和無污染光源，由于其特有的發(fā)光照明特性，在現(xiàn)代照明應(yīng)用中發(fā)揮著革命性的作用。作為 LED 照明產(chǎn)業(yè)鏈中最為核心的部件之一，LED 驅(qū)動電源的驅(qū)動控制技術(shù)所存在的可靠性低、成本高等典型問題一直制約著...
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驅(qū)動電源
隨著社會的快速發(fā)展，LED技術(shù)也在飛速發(fā)展，為我們的城市的燈光煥發(fā)光彩，讓我們的生活越來越有趣，那么你知道LED需要LED驅(qū)動電源嗎?那么你知道什么是LED驅(qū)動電源嗎?
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開關(guān)電源
驅(qū)動電源
早前有新聞稱，Cree在2018年開始宣布轉(zhuǎn)型高科技半導(dǎo)體領(lǐng)域，并一邊逐漸脫離照明與LED相關(guān)業(yè)務(wù)，一邊持續(xù)投資半導(dǎo)體。在今日，Cree宣布與SMART Global Holdings, Inc.達(dá)成最終協(xié)議，擬將LED...
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