一种高瞬态响应电源切换电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高瞬态响应电源切换电路，包括两个肖特基二极管、一个NMOS管、一个开关控制器、一个或门、两个电阻元件组成，主直流电源正极串联一个肖特基二极管到输出端；备用电源正极串联另一个肖特基二极管到输出端，所述NMOS管源极接备用电源正极，NMOS管漏极接肖特基二极管负极，NMOS管栅极接开关控制器输出端，开关控制器输入端接或门的输出端，或门的输入端短接连接两个电阻，一个电阻接地，另一个串联到主直流电源正极。本实用新型专利技术优点是：能够实现高效、大电流负载情况下的切换响应，比常用的电源切换电路速度更快。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种高瞬态响应电源切换电路，包括两个肖特基二极管、一个NMOS管、一个开关控制器、一个或门、两个电阻元件组成，主直流电源正极串联一个肖特基二极管到输出端；备用电源正极串联另一个肖特基二极管到输出端，所述NMOS管源极接备用电源正极，NMOS管漏极接肖特基二极管负极，NMOS管栅极接开关控制器输出端，开关控制器输入端接或门的输出端，或门的输入端短接连接两个电阻，一个电阻接地，另一个串联到主直流电源正极。本技术优点是：能够实现高效、大电流负载情况下的切换响应，比常用的电源切换电路速度更快。【专利说明】—种高瞬态响应电源切换电路
本技术涉及电学电子线路领域，尤其涉及一种高瞬态响应电源切换电路。
技术介绍
在电子产品中，常常会使用到两路电源输入:一路是通过交流适配器提供的直流电源，此电源做为主电源，在正常情况下使用；另外一路是备用电源如锂电池，主要在主电源突然断电情况下，无间断继续提供电源使产品正常工作。在此应用情况下，此两路电路的快速切换和瞬态响应需要很好的实现。在常见的电路设计中，通常在这两路电源输入路径上各加一个二极管来实现切换，并防止其中一路电源输入到另外一路中去。此方法在普通应用中能够满足要求，但在特殊应用中不尽如人意。如大电流负载情况下不允许有大的压差、二极管本身的能量消耗，瞬间切换时的电压跌落问题等。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种电源切换效率高，瞬间切换时电压不会跌落的一种高瞬态响应电源切换电路。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种高瞬态响应电源切换电路，采用两个肖特基二极管、一个NMOS管、一个开关控制器、一个或门、两个电阻元件组成，主直流电源正极串联一个肖特基二极管到输出端；备用电源正极串联另一个肖特基二极管到输出端，所述NMOS管源 极接备用电源正极，NMOS管漏极接肖特基二极管负极，NMOS管栅极接开关控制器输出端，开关控制器输入端接或门的输出端，或门的输入端短接连接两个电阻，一个电阻接地，另一个串联到主直流电源正极。在上述电路中，主电源VIN_AC正常供电情况下，通过二极管D14对负载V_SYS供电，且此时U57和U58共同作用输出一个低电平控制Q8处于关断状态，由于V_BATTERY电压低于VIN_AC，因此在此情况下，备用电源不会输出电流，主电源也不会向备用电源供电。当主电源断电后，U57会输出高电平，Q8导通,备用电源为负载供电。由于二极管D14的单向导通性，备用电源不会输出电流给已经关断后的主电源。优点:这里选用的器件都是支持额定5A的负载电流，瞬态电流更是50A以上。另外由于备用电源端采用了 NMOS管，导通电阻< 5毫欧姆，因此压差非常小，能够为负载提供尽可能高的电压，同时本身的消耗非常小，不易发热。上述电路的另外一个优点就是在于它的瞬态响应特性。常见的切换电路中，都无法保障瞬态切换下的大电流供给，会有一个比较大的电压跌落，此跌落后的电压不一定能够很好的满足负载电压的要求。在本技术的电路中，主电源关断后，会立即切换到备用电源供电。首先在切换的瞬间，NMOS管Q8还没有导通，由低压差二极管D15续流，电压有一个明显的跌落，此特性和常见切换电路相同；但持续约2ms (此时间在下面进一步描述)后，Q8导通，此时由于Q8的极低阻值，电压回升约0.5V。因此在大电流负载的情况下，此电路可以尽量减短电压跌落时间。当然在负载端增加合适大电容可以也缓解切换瞬间的电压跌落幅度。但在很多有面积和高度限制的印制板中添加大电容无疑非常困难，另外缓解时间也非常有限。上面提到的切换后的2ms内，NMOS没有导通，原因是由于U58的输入门限电平所影响。主电源VIN_AC链路中不可避免的存在很多容性器件，因此主电源断开后，U58的输入电平不可能瞬态跌到0V，或者说是门限电平以下。故电路的R134，R135的阻值选择要非常慎重，它们在很大层度上决定了切换时间。其中VIN_AC为主直流电源，V_BATTERY为备用电源(锂电池)，V_SYS为负载，VCC_MCU来自V_SYS的转换(此处未标注)。注:这里的设计方案是以主电源5V，锂电池为3.7V为例，其它电压应用需要根据实际情况选用合适元器件。本技术优点是:能够实现高效、大电流负载情况下的切换响应，比常用的电源切换电路速度更快。【专利附图】【附图说明】 图1为本技术的原理图；图中:VIN_AC为主直流电源；V_BATTERY为备用电源(锂电池);V_SYS为负载；VCC_MCU来自V_SYS的转换；D14、D15为肖特基二极管;U57为开关控制器;U58为或门；R134、R135为电阻；Q8为NMOS管。【具体实施方式】以下结合附图及实施例做本技术做进一步说明。实施例1如图1，本实施例包括两个肖特基二极管、一个NMOS管、一个开关控制器、一个或门、两个电阻元件组成，主直流电源正极串联一个肖特基二极管到输出端；备用电源正极串联另一个肖特基二极管到输出端，?OS管源极接备用电源正极，NMOS管漏极接肖特基二极管负极，NMOS管栅极接开关控制器输出端，开关控制器输入端接或门的输出端，或门的输入端短接连接两个电阻，一个电阻接地，另一个串联到主直流电源正极。肖特基二极管型号为RB081L-20。开关控制器采用LTC1981ES5。两电阻阻值为2K。实施例2本实施例与实施例1的区别仅在于，肖特基二极管型号为SN74AHC1G02，在输出端并联大电容；大电容的容量为470uF。【权利要求】1.一种高瞬态响应电源切换电路，其特征在于，包括两个肖特基二极管、一个NMOS管、一个开关控制器、一个或门、两个电阻元件组成，主直流电源正极串联一个肖特基二极管到输出端；备用电源正极串联另一个肖特基二极管到输出端，所述NMOS管源极接备用电源正极，NMOS管漏极接肖特基二极管负极，NMOS管栅极接开关控制器输出端，开关控制器输入端接或门的输出端，或门的输入端短接连接两个电阻，一个电阻接地，另一个串联到主直流电源正极。2.根据权利要求1所述的高瞬态响应电源切换电路，其特征在于，所述或门采用SN74AHC1G02 ;开关控制器采用LTC1981ES5 ;两电阻阻值为2K。3.根据权利要求1所述的高瞬态响应电源切换电路，其特征在于，在所述输出端并联大电容。4.根据权利要求3所述的高瞬态响应电源切换电路，其特征在于，所述大电容的容量为 47uF-2200uF。5.根据权利要求4所述的高瞬态响应电源切换电路，其特征在于，所述大电容的容量为 470uF。【文档编号】H02J9/06GK203761129SQ201420119280【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日 【专利技术者】张建, 李良, 喻小虎 申请人:湖南芯丰微电子有限责任公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高瞬态响应电源切换电路，其特征在于，包括两个肖特基二极管、一个NMOS管、一个开关控制器、一个或门、两个电阻元件组成，主直流电源正极串联一个肖特基二极管到输出端；备用电源正极串联另一个肖特基二极管到输出端，所述NMOS管源极接备用电源正极，NMOS管漏极接肖特基二极管负极，NMOS管栅极接开关控制器输出端，开关控制器输入端接或门的输出端，或门的输入端短接连接两个电阻，一个电阻接地，另一个串联到主直流电源正极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张建，李良，喻小虎，
申请(专利权)人：湖南芯丰微电子有限责任公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43