一种主备电源之间自动切换开关电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型是一种主备电源之间自动切换开关电路，包括主电源输入端、备用电源输入端、主电源通道VIN1、备用电源通道VIN2，其特征在于，在所述主电源通道VIN1上设置有增强型nFET场效晶体管保压单元，在所述备用电源通道VIN2上设置有增强型PFET场效晶体管保压单元，所述nFET场效晶体管和pFET场效晶体管由电源序列发生器m控制。采用本实用新型技术方案，主电源通道VIN1和备用电源通道NIN2上的压降大大降低，满足负载要求，电源转换时电流平缓，且备用电源使用寿命延长。
【专利说明】—种主备电源之间自动切换开关电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电源适配领域，具体涉及一种主备电源之间自动切换开关电路。
【背景技术】
[0002]很多场合下，在电源供电电路中需要设置主电源电路和备用电源电路,例如电池供电的静态随机存取存储器(SRAM)电路(非易失性存储器模块)至少需要两个电源:SRAM存储器用高电流活动通道，以及一个供主电源缺失时保存存储器内容的低电流备用电源，就需要这种双电源切换电路，如图1所示，为一般的主备电源连接方式，主电源通路为VCCl，备用电源通路为VCC2，在VCCl和VCC2通路上分别接有二极管D4和二极管D5，但是通常的二极管连接会给两个通道都带来问题，在VCCl通道，二极管D4电压降会造成供电电源超出容限，即压降过大，影响负载正常工作，而在VCC2通道，对压降的要求更高，如果要最大限度延长备用电源(不管是电池、超级电容还是其他电压源)的使用寿命，必须降低压降，但是图1的电路显然无能为力。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种主备电源之间自动切换开关电路。
[0004]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现:
[0005]一种主备电源之间自动切换开关电路，包括主电源输入端、备用电源输入端、主电源通道VIN1、备用电源通道VIN2，其特征在于，在所述主电源通道VINl上设置有增强型nFET场效晶体管保压单元，在所述备用电源通道VIN2上设置有增强型pFET场效晶体管保压单元，所述nFET场效晶体管和pFET场效晶体管由电源序列发生器Ul控制，电源序列发生器Ul检测主电源电压的损失，通过控制两个场效应管nFET和pFET，自动切换负载到备用电源的供应。
[0006]进一步的，所述nFET场效晶体管的源极S通过主电源通道VINl连接主电源输入端，漏极D连接负载，在源极S与漏极D之间连接有寄生二极管D2 ；
[0007]所述pFET场效晶体管的漏极D通过备用电源通道VIN2连接备用电源输入端，源极S连接负载，在漏极D与源极S之间连接有寄生二极管D3 ；
[0008]所述nFET场效晶体管的栅极G与pFET场效晶体管的栅极G相连，并且通过电阻R3接地，nFET场效晶体管的漏极D与pFET场效晶体管的源极S相连。
[0009]进一步的，所述电源序列发生器Ul使用MAX6820芯片，电源序列发生器Ul的端口SETV通过电阻Rl连接主电源输入端、且通过电阻R2接地，端口 SETD通过电容Cl接地，端口 VCCl和端口 VCC2相接后连接主电源输入端，端口 GND接地，端口 GATE连接nFET场效晶体管的栅极G或pFET场效晶体管的栅极G，且主电源输入端通过二极管Dl连接端口 GATE。
[0010]优选的，所述nFET场效晶体管使用FDC633N型，所述pFET场效晶体管使用FDN304P 型。
[0011]本实用新型的有益效果是:
[0012]采用本实用新型技术方案，主电源通道VINl和备用电源通道NIN2上的压降大大降低，满足负载要求，电源转换时电流平缓，且备用电源使用寿命延长。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为一般的主备电源连接切换方式；
[0014]图2为本实用新型主备电源开关切换电路。
【具体实施方式】
[0015]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。
[0016]参照图2所示，一种主备电源之间自动切换开关电路，包括主电源输入端、备用电源输入端、主电源通道VIN1、备用电源通道VIN2，其特征在于，在所述主电源通道VINl上设置有增强型nFET场效晶体管保压单元，在所述备用电源通道VIN2上设置有增强型pFET场效晶体管保压单元，所述nFET场效晶体管和pFET场效晶体管由电源序列发生器Ul控制，电源序列发生器Ul检测主电源电压的损失，通过控制两个场效应管nFET和pFET，自动切换负载到备用电源的供应，nFET场效晶体管使用FDC633N型，pFET场效晶体管使用FDN304P型。
[0017]所述nFET场效晶体管的源极S通过主电源通道VINl连接主电源输入端，漏极D连接负载，在源极S与漏极D之间连接有寄生二极管D2 ;所述pFET场效晶体管的漏极D通过备用电源通道VIN2连接备用电源输入端，源极S连接负载，在漏极D与源极S之间连接有寄生二极管D3 ;所述nFET场效晶体管的栅极G与pFET场效晶体管的栅极G相连，并且通过电阻R3接地，nFET场效晶体管的漏极D与pFET场效晶体管的源极S相连，本实施例中电阻R3 = 10ΜΩ。
[0018]所述电源序列发生器Ul使用一可编程延迟(对典型固定的200ms延迟使用MAX6819)，电源序列发生器Ul的端口 SETV通过电阻Rl连接主电源输入端、且通过电阻R2接地，端口 SETD通过电容Cl接地，端口 VCCl和端口 VCC2相接后连接主电源输入端，端口GND接地，端口 GATE连接nFET场效晶体管的栅极G或pFET场效晶体管的栅极G，且主电源输入端通过二极管Dl连接端口 GATE，电源序列发生器Ul监控VINl，确保电源稳定或高于Ul断开电压后电池电源才关闭，本实施例中，电阻Rl = 4.7ΚΩ，电阻R2 = 1.2ΚΩ，电容Cl= O-1uF0
[0019]本实用新型的原理:
[0020]以图1为例，图1中二极管D4、D5将正向压降降低到了 0.3-0.5V，在一定程度上使情况有改善，但用图2中本实用新型的nFET和pFET代替二极管将压降降低到50mV以下。
[0021]nFET的选择要考虑其电流处理能力和低导通电阻，pFET的选择考虑其低栅极-源极电压和低导通电阻。
[0022]两个FET均反向安装以使其本身二极管反偏压，这可避免从一个电源切换到另一电源时的过电流，使转换平缓。
[0023]如果没有Dl，VIN2通路可能在电源序列发生器Ul超时延迟期间被VINl (小于nFET本身二极管压降)反向驱动，为避免此问题，在主电源(VIN1通路)加电时Dl使pFET关断。
[0024]电源序列发生器Ul的内部电荷泵产生栅极输出，完全提高nFET并加偏压使pFET截止，该栅极输出约为VCC2+5.5V，加入R3以快速驱动栅极信号至低电平，当VINl移除时加速pFET导通；R3应尽可能大，这是因为加载栅极输出会阻止负载电流的增加，降低栅极驱动能力。
[0025]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种主备电源之间自动切换开关电路，包括主电源输入端、备用电源输入端、主电源通道VINl、备用电源通道VIN2，其特征在于，在所述主电源通道VINl上设置有增强型nFET场效晶体管保压单元，在所述备用电源通道VIN2上设置有增强型pFET场效晶体管保压单元，所述nFET场效晶体管和pFET场效晶体管由电源序列发生器Ul控制。
2.根据权利要求1所述的主备电源之间自动切换开关电路，其特征在于，所述nFET场效晶体管的源极S通过主电源通道VINl连接主电源输入端，漏极D连接负载，在源极S与漏极D之间连接有寄生二极管D2 ； 所述pFET场效晶体管的漏极D通过备用电源通道VIN2连接备用电源输入端，源极S连接负载，在漏极D与源极S之间连接有寄生二极管D3 ； 所述nFET场效晶体管的栅极G与pFET场效晶体管的栅极G相连，并且通过电阻R3接地，nFET场效晶体管的漏极D与pFET场效晶体管的源极S相连。
3.根据权利要求1所述的主备电源之间自动切换开关电路，其特征在于，所述电源序列发生器Ul使用MAX6820芯片，电源序列发生器Ul的端口 SETV通过电阻Rl连接主电源输入端、且通过电阻R2接地，端口 SETD通过电容Cl接地，端口 VCCl和端口 VCC2相接后连接主电源输入端，端口 GND接地，端口 GATE连接nFET场效晶体管的栅极G或pFET场效晶体管的栅极G，且主电源输入端通过二极管Dl连接端口 GATE。
4.根据权利要求2所述的主备电源之间自动切换开关电路，其特征在于，所述nFET场效晶体管使用FDC633N型，所述pFET场效晶体管使用FDN304P型。
【文档编号】H02J9/04GK204030707SQ201420450337
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】叶茂生 申请人:苏州金双龙电子有限公司