如何改進電源切換電路？

在電源切換電路的設計中，我們首先要關注常見簡單電源切換電路所存在的問題。以圖 1 所示的電路為例，其應用條件存在明顯的限制和缺陷。一方面，該電路對電池電壓和外部電壓有嚴格要求，電池電壓 VBAT 不能大於外部電壓 VIN。例如，當常見的電池電壓處於 3.7 - 4.2V 時，與 5V 的 USB 外部電壓搭配使用沒有問題，但一旦電池電壓升高到 7.2V 就無法正常工作了，因為其電路結構會使高電池電壓干擾電源切換邏輯，導致電路無法運行。

肖特基二極體雖能實現單向導通，但仍有零點幾伏的壓降，5V 外部電壓經其降壓後僅剩 4V 多，這造成的功率損耗會影響設備性能。而且外部電源供電時，會通過 P 型 MOS 管的體二極體對電池非正規充電，雖可通過翻轉 Q4緩解，但不能徹底解決問題。

為此，專案中會採用複雜些的改進電路（如圖 2 所示）。當外部電源 VIN 接入，三極管 Q7 導通，Q6 截止，Q3 因柵源接電池電壓 VBAT 而截止，電池電壓無法到輸出端 VCC。同時，VIN 經 Q1寄生二極體到輸出端 VCC，Q2 導通使 Q1 柵極拉低，Q1 導通且其寄生二極體截止，VIN 經 Q1 到 VCC，Q5 和其體二極體均截止，從而有效地防止了外部電源 VIN 對電池的非正規充電。

而當沒有外部電源 VIN 時，Q7 截止，Q6 導通，Q3 柵極電壓變為低電平其柵源電壓小於 0 且達到導通閾值電平，Q3 導通，然後經過 Q5 寄生二極體到輸出端 VCC，此時的Q5 柵極也為低電平所以導通，且其寄生二極體截止，電池電壓到 VCC。