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带优先级的电源动态切换电路[1]

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1. 简介/现有方案

图1 现有方案框图
图1所示,是现有方案,在某EVB板上需要对无线通信模块进行各种模式下的功耗测试;缺点如下:① 每次在进行测试之前,都需要将电阻R使用风枪或烙铁给移除,或者移除之后的EVB板就专门用于功耗测试。② 如果无线通信模块是支持热插拔的USB接口,可以是“EVB+3.8V-EXT外部电源+无线通信模块”,上电开机之后,将USB连机上位机进行模式配置,再进行功耗测试;但是,如果无线通信模块是不支持热插拔的PCIE接口,因为上电开机时就需要与上位机进行握手建立连接,现有方案就几乎无法使用了。

于是,我想对上述现有方案进行改进,以便该EVB能够兼容正常使用模式和功耗测试模式,不再需要rework。

2. 改进方案

2.1 改进方案的预想

图2 改进方案框图
图2所示,分别在板载电源3.8V-DCDC和外部电源3.8V-EXT后端增加开关1和开关2,且开关2的优先级高于开关1。
图3 改进方案时序图3所示,当外部电源接入EVB后,与板载电源有共同存在的交叉时间t2,且t2时间应该可调。

2.2 改进方案的实现

图4 DCDC板载电源

图5 由分立MOSFET组成的“开关1”

图6 分立MOSFET组成的“开关2注:查看置顶评论,获取上述改进方案的pdf完整线路...

2.3 改进方案的实测

图7 改进方案的实测波形图7所示,是改进方案的实测波形;可见,当外部电源接入后,可将板载电源关断,二者的交叉时间t2约150us,达到设计预想。此改进方案,其实就是带有优先级的双电源动态切换电路。

2.4 改进方案的IC实现

图8 具有手动和优先级切换功能的TPS2116

图8所示,TI TPS2116 可根据应用配置用于两种不同的电源切换操作,自动优先级模式优先选择连接到 VIN1 的电源,在VIN1 下降时将切换到次级电源 (VIN2)。手动模式允许用户切换 GPIO 或使信号能够在通道之间切换。

3. 小结

此文,分享了一种由分立MOSFET元件组成、带有优先级、且交叉时间可调的双电源动态切换电路方案...
当然,使用如TI TPS2116的集成电路方案也是可以实现的...需要注意的是,此文分析的电路适合给别的小功率设备供电;几十瓦甚至几百瓦的大功率设备,就需要斟酌使用了,不仅是将管子换成大功率的就可以了;具体原因,将后续在适合大功率的双电源动态切换电路分析中给出。与朋友分享你的世界,点点“在看