主電源・副電源自動切替回路、電圧降下ゼロ

この回路の大きな利点の 1 つは、回路全体での電圧降下がほとんどないため、大電流アプリケーションに適していることです。 3本のMOS管の開閉を賢く制御し、最高効率で主電源と副電源の自動切り替えを実現します。

回路図と機能解析

この回路は、Vin1 = 3.3V のとき、Vin2 に電圧があるかどうかに関係なく、Vin1 が Q3 を介して電圧を出力することを実現します。 Vin1 が切断されると、Vin は Q2 を介して電圧を出力します。
MOS チューブの Rds は非常に小さいため、結果として生じる電圧降下はほぼ数十 mV になるため、Vout は基本的に Vin に等しくなります。
回路の静的消費電力は、主電源が存在する場合は 20uA ですが、そうでない場合はほぼゼロです。したがって、外部電源として電池を使用するのに適しています。

原理分析

Vin1 = 3.3V の場合、NMOS Q1 がオンになり、PMOS Q3 のゲートがプルダウンされ、Q1 もオンになり始めます。このときQ2のゲート・ソース間電圧がQ3のターンオン電圧降下となり、数十mV近くになります。したがって、Q2 はオフになり、外部電源 Vin2 は切断され、Vout は Vin1 から電力を供給され、Vout = 3.3V になります。このとき、回路全体の静的消費電力は I1+I2 = 20uA となります。
ここで、Vin1 が切断され、Q1 が遮断され、Q2 のゲートが R1 によってプルダウンされるため、Q2 がオンになり、Q3 のゲートが R2 を介してプルアップされるため、Q3 も遮断されます。回路全体では、Q1 と Q3 は遮断され、Vout は Vin2 から給電され、Vout = 3.3V になります。このとき、上記回路Ｉ１、Ｉ２の静的な消費電力は存在しない。

MOSFET Q1、Q2、Q3 は、低電圧ゲートと非常に低いオン抵抗特性を備えたものを選択する必要があります。例: Q2 = Q3 = PMN50XP、RdsON は Vgs = 3.3V で 60mΩ です。 Q3 は 2N7002 を選択できますが、これは参考用です。実際には、さまざまな状況に応じて適切な MOSFET を選択してください。