Li-po充电电路问题(电池和电源之间的切换)

电器工程 场效应管 电池充电
2022-01-31 07:34:56

我正在构建一个包含锂聚合物电池和电池充电芯片的电路。我确实了解芯片的工作原理,但并不真正了解如何在电池充电时将系统负载切换到正常电源。

数据表提供了下图,我认为它有效:

充电电路 (来源:Microchip 参考设计 DS51746A第 1.1 节)

唯一的问题是我真的不知道为什么它应该工作。我很想了解它为什么起作用。我猜想一旦 V in很高,它就会关闭从锂离子电池到系统负载的栅极 (Q1)。电流从 V in直接通过 D1 流向系统负载。但我真的不明白为什么它会关闭第一季度。如果有人能简要解释一下当 V in为高电平和低电平时 Q1、R pull和 D1会发生什么,那就太好了。

MCP73833工作原理如下:当 V in为高电平时,V bat将为高电平并对锂离子电池充电。(V bat会略低于 V in)。一旦 Vin 变低,V bat (9,10) 就会变低并停止充电。

1个回答

Q1 是一个 p 沟道 MOSFET。这是其端子标记的示意图(G = 栅极,D = 漏极,S = 源极):

当其栅极和源极之间的电压或 Vgs 超过阈值电压 Vth 时,MOSFET 开启(允许电流流动)。对于 P 沟道 MOSFET,Vth 为负,这意味着栅极必须比源极低一些量才能使 MOSFET 导通。

当 Vin 为高电平时,电流通过二极管 D1 流向负载,使源电压接近 Vin(减去二极管压降)。由于栅极直接连接到 Vin,这意味着 Vgs 略微为正,而 Q1 保持关闭。

当 Vin 为低电平时,Rpull(下拉电阻)将栅极拉至地。但是等等,如果源极需要比栅极更高的电压,Q1 如何开启?为了在源极上出现电压,Q1 需要开启?

好吧,在 MOSFET 符号的底部有一个小二极管;这代表体二极管(有时称为寄生二极管),它基本上是 MOSFET 制造方式的产物。体二极管的存在意味着即使在 MOSFET 关闭的情况下,它也只会阻止电流从源极流向漏极;它仍然允许电流从漏极流向源极。在这里,这是一件好事:体二极管允许来自电池的电流从漏极流向源极,使源极接近电池电压,并产生负 Vgs 电压差,使 MOSFET 完全开启。

Q1 和 D1 的目的是确保电流仅从 Vin 流向负载或从电池流向负载,防止从 Vin 到电池的反向电流,反之亦然。用另一个二极管替换 Q1 将完成几乎相同的事情:

MOSFET 的优势在于,当它开启时,与二极管相比,其两端的电压降较小。更少的压降意味着更少的电力浪费,这在您使用电池为负载供电时尤其重要。