广告

在3.3V MCU板上对两种低压电源进行简单廉价的线或处理

2021-01-11 Benabadji Mohammed Salim 阅读:
当今大多数微控制器(MCU)都采用3.3V或更低的直流电压供电。对于永久使用的情况,设计中通常包括电池和主电源两种电源,并使用线或二极管将它们连接在一起。对早期的设计(通常采用9V或更高的电池电源供电)而言,二极管正向压降(0.6V)不会有什么问题。但是在最新的电路中,即使选择肖特基二极管(0.3V),也不推荐使用这种解决方案。

当今大多数微控制器(MCU)都采用3.3V或更低的直流电压供电。间歇性使用的低功耗嵌入式系统涉及到电池。对于永久使用的情况,设计还通常包括一个主电源(带有变压器和AC/DC电路),并使用线或二极管将两种电源连接在一起(参考文献1和2)。对早期的设计(通常采用9V或更高的电池电源供电)而言,众所周知的二极管正向压降(0.6V)不会有什么问题。但是在最新的电路中,即使选择肖特基二极管(0.3V),也不推荐使用这种解决方案。0Z1ednc

更好的选择是使用专用的IC控制器来对电池电源和市电电源进行组合。诸如LT4351(参考文献3)之类的器件,由于镇流器MOSFET晶体管的Rdson非常低,因此所产生的正向压降仅为数十毫伏(mV)。但是,与下面简单的分立式解决方案相比,这类专用IC通常很昂贵,而且很难找到。0Z1ednc

当我在设计需要长期使用的超低功耗便携式数据记录仪而想要提高其整体效率时,1中的电路就至关重要。0Z1ednc

0Z1ednc

图1:对于电源的线或应用,这种简化的分立式电路与二极管的方法相比可提高效率。0Z1ednc

下面进行简要说明。如果存在主电源(Vin1),则N沟道MOSFET晶体管T3就会导通,进而会将P沟道MOSFET T2的栅极下拉而使T2导通。晶体管T1所看到的栅源电压(Vgs)是T2的漏源电压(Vds),该电压仅为数十mV。因此,T1关闭,外部电源通路(Vin2)处于开路状态。0Z1ednc

现在,在间歇性Vin1断电的情况下,T3由于其栅极通过R1下拉而断开,并且T1导通。晶体管T2由于其栅极通过R2上拉而截止(T2的Vgs几乎为零)。0Z1ednc

MOSFET T1和T2应选择低电平栅极类型并具有超低导通电阻特性(例如:T1 = T2 = PMN50XP[参考文献4],其在Vgs =3.3V时Rdson为60mΩ)。晶体管T3可以采用流行的2N7000(或表贴器件2N7002)。0Z1ednc

存在主电源时,电路的静态电流约为20μA,否则近乎为零。因此,电池适合作为外部电源。0Z1ednc

R1和R2的值并不重要。如果希望获得非常低的静态电流,则可以将它们选为数百kΩ;如果希望减少输入电源之间的换向时间,则可以将它们选为数十kΩ。0Z1ednc

Benabadji Mohammed Salim在阿尔及利亚奥兰科技大学攻读计算机科学硕士学位。0Z1ednc

参考文献

  1. Fundamentals of power system ORing, Martin Patoka, EDN, March 21, 2007
  2. Use op amps to make automatic-ORing power selector, Bob Zwicker, EDN, August 11, 2011
  3. LT4351 MOSFET Diode-OR Controller, Linear Technology Corporation
  4. PMN50XP P-channel TrenchMOS extremely low-level FET, NXP Semiconductors, 2007

(本文授权编译自EDN美国版,原文参考链接:ORing low-voltage sources simply and cheaply on 3.3V microcontroller boards,由赵明灿编译)0Z1ednc

本文为《电子技术设计》2021年1月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里0Z1ednc

(责编:赵明灿)0Z1ednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 用氮化镓消除激光雷达的障碍 在实际的激光雷达系统中,传统的硅器件(例如MOSFET)无法为其激光驱动器实现提供必要的性能。为了增强控制,MOSFET的沟道必须很大,这会导致寄生电容的充电时间过长,从而导致开关频率太低而不满足应用所需。此外,散热管理要达到良好的效果,就需要使用大体积、大重量的散热器。
  • 小米55W氮化镓充电器深度评测 移动互联网时代最重要的载体非智能手机莫属,它不仅悄无声息的影响着我们普通人的生活,背后的产业链也牵动着无数人的心思。随着市场细分,手机配件行业逐渐繁茂,充电器也要“独立”。前有苹果iPhone 12不配充电器遭众嘲,后有三星删博可能也取消,这几天又有小米“环保版”新机。我们来看看小米55W氮化镓充电器的深度评测。
  • 苹果终将推出氮化镓快充,你的手机充电将有多快? 虽然苹果在充电器的配备上一直比较保守,但在推广快充这件事上,苹果是认真的,因为苹果是USB-IF协会董事会核心成员,在参与标准制定、市场推广方面,起到了积极的推动作用,这点有目共睹。最近,曝出2021年苹果公司终将推出基于氮化镓功率器件的大功率USB PD快充,到时,你的手机充电速度将会有多快?
  • 盘点电动汽车续航里程的四大风险因素 一到冬天,电动汽车就面临“续航里程减半”“不敢开空调”的尴尬局面,那么电动汽车续航里程的风险因素有哪些呢?本文进行了盘点,总结了四大风险因素。
  • 如何有效地检测碳化硅(SiC)二极管? 对于电源开关应用,碳化硅二极管在效率和热性能方面也具备显著的优势。这种器件可以在更高的温度下运行,而温度是改变电子器件工作条件的重要因素。如果采用真正的SiC器件进行真实测试与仿真会更加有趣,这样可以评估仿真器以及SPICE模型的功效和实用性。本文的重点是如何有效地检测Sic MOSFET。
  • 用碳化硅MOSFET设计双向降压-升压转换器 随着电池和超级电容等高效蓄能器的大量使用,更好的电流控制成为一种趋势。而双向DC/DC转换器可以保持电池健康,并延长其使用寿命。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了