USB与电池供电切换电路设计

USB与电池供电切换电路

一、原理图设计

二、电路分析

上图中USB-VIN的电源来自USB供电; BAT-VIN来自电池供电; VCC-POW是系统的电路输入端。

当使用电池供电时，可以实现系统开机。 Q2场效应管是漏极与源极反接，起到电压选择作有，非开关管功能，利用寄生二极管使电源通过，Q3是开关管正常接法，处于截止状态，此时系统无电; 按下K1，Q1基极为高电平，电阻R2，R3保证此时Q1处于导通，则Q1集电极为低，此时，Q2,Q3这两个P沟道的场效应管的栅极为低，使Q3的栅极电压低于源极电压，Q3导通，R6维持源极和栅极电平关系，电源到达VCC-POW，给系统上电。

上电系统开始工作，MCU识别到VCC-SEN为高电平(K1按下的时间有持续的要求)，再检查VCC-CON的输出状态，如果是非输出，则将VCC-CON置为高，当K1放开时，通过VCC-CON的控制作用保持Q1的导通状态，则系统在Q1,
Q3导通作用下，供电正常; 由于Q3的导通压降很低，因此，对于一定的电池电量会带来最长的设计使用时间。

开机后，插入USB电源，D1保护作用，防止USB电源接反，通过此二极管，直接给系统供电; 此时由于R7和D2的存在，反馈电压使Q3栅极为高，Q3截止，将电池供电链路与USB供电链路分隔，不会产生倒灌; R8是对Q1晶体管的保护。

电池供电时关机过程：按下K1，MCU的IO口检测到VCC-SEN为高电平，再检查VCC-CON的输出状态，如果已经是输出，则将VCC-CON置为低，当K1放开时，由于Q1基极为低，则Q1截止，Q3栅极为高，Q3也截止，系统断电。

注：

①USB单独供电时，系统直接上电，拨掉USB，系统直接关机;

②在电池供电时，需由K1实现开关机;

③两种电源可以同时存在，一般应用于手持便携式设备，具有USB数据传输功能。