本應(yīng)用筆記介紹了一種電路，該電路以最少的電路在電池電源和USB電源之間無縫切換。設(shè)計采用升壓轉(zhuǎn)換器架構(gòu)，在USB電源線和升壓轉(zhuǎn)換器（MAX1792/MAX1795/MAX1796）輸出之間連接LDO（MAX1797）。

介紹

現(xiàn)在，幾乎所有PC都包括USB端子，其中許多終端為鼠標，PDA，MP3播放器和其他外圍設(shè)備提供電源并傳輸所需的數(shù)據(jù)。這些 USB 端子可在 500V （5.2W） 下提供高達 5mA 的電流，同時用作數(shù)據(jù)線;任何繪制超過此值的嘗試都受到主機的限制。對于由 USB 端口供電的應(yīng)用（如 PDA、DSC 和 MP3 播放器），有限的可用功率必須以高效和穩(wěn)定的電壓提供。系統(tǒng)應(yīng)在電池電源和 USB 電源之間無縫切換。

實現(xiàn)這種開關(guān)的傳統(tǒng)、最簡單的方法是將二極管OR電路從電池和USB端口連接到負載。然而，這種安排包括等于負載電流乘以二極管正向電壓的功率損耗。特別是在從電池吸收電流時，二極管會施加恒定的功率損耗，從而降低轉(zhuǎn)換器的輸出電壓精度。用模擬開關(guān)代替二極管可以最大限度地降低功率損耗，但這種方法會增加開關(guān)的成本。

更通用的升壓轉(zhuǎn)換器架構(gòu)可以以最少的電路完成USB端口和電池之間的自動切換，而不是模擬開關(guān)或二極管OR電路（圖1）。低壓差線性穩(wěn)壓器（MAX1792 LDO）連接在USB電源線和升壓轉(zhuǎn)換器（MAX1795/MAX1796/MAX1797）輸出之間。

圖1.此電路在 USB 端口和電池之間自動切換。

選擇電池電壓會使升壓轉(zhuǎn)換器為負載供電，負載也會向LDO輸出施加電壓。為了保護LDO，包括一個肖特基二極管（D1）或選擇一個具有足夠輸出電壓額定值的LDO。（MAX1792 LDO沒有足夠的額定值。二極管允許最大LDO輸出為V在+ 0.3V，這是大多數(shù) LDO 的額定輸出電壓。設(shè)置LDO輸出電壓的R1-R2電阻分壓器中的電阻值應(yīng)盡可能大，以最大限度地減小負載電流。轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為3.3V，因此分壓器電流（約10μA）與負載電流相比可以忽略不計。

當USB端子處于活動狀態(tài)時，LDO為負載供電，并且LDO的輸出必須設(shè)置為超過轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。請注意，大多數(shù)升壓轉(zhuǎn)換器架構(gòu)都具有脈沖跳躍功能。當轉(zhuǎn)換器的輸出電壓超過其內(nèi)部電阻分壓器設(shè)定的值時，轉(zhuǎn)換器停止產(chǎn)生脈沖，從而在不關(guān)斷的情況下實現(xiàn)低靜態(tài)電流。轉(zhuǎn)換器的標稱輸出電壓范圍不得與LDO的標稱輸出電壓范圍重疊，這種情況可能導(dǎo)致升壓轉(zhuǎn)換器開關(guān)。MAX1792的輸出電壓設(shè)置為4V，無需二極管OR電路，無需使用微控制器或GPIO，即可在USB端口和電池之間切換（圖2）。

圖2.圖1所示LDO和升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓范圍不得重疊。

圖3所示為MAX1斷開時的圖1792輸出瞬態(tài)。負載為10Ω。如圖所示，即使USB連接是熱插拔的，輸出電壓也能無縫切換。較重的負載會減慢上升和下降時間。您可以通過增加輸出電容來抵消這種影響。

圖3.圖10所示電路在1Ω負載下的輸出瞬變。頂部波形是MAX1792的輸入電壓;底部波形是負載電壓。

審核編輯：郭婷