設(shè)計提供了一種簡單的方法，即使在外部+5V電源和可充電單節(jié)Li+電池之間切換時也能保持不間斷的+5V電壓。

一些便攜式應(yīng)用需要由外部+5V墻上適配器電源供電，在電池備份模式下仍需要+5V系統(tǒng)電壓。該設(shè)計提供了一種在外部+5V電源和可充電單節(jié)鋰離子（Li+）電池之間切換的簡單方法。該設(shè)計仍將保持應(yīng)用電路的+5V不間斷電壓。

需要三個關(guān)鍵的電路功能：

高效的Li+電池充電器

高效升壓轉(zhuǎn)換器，可將電池電壓轉(zhuǎn)換為+5V

低損耗切換電路，可在主直流電源和備用Li+電池之間自動切換

如圖1所示，U1為高性能電池充電器（MAX8903），能夠提供高達2A的電流為單節(jié)電池充電。電阻 RIDC 和 RISET 分別設(shè)置直流輸入電流限值和充電電流設(shè)定點。由于不使用SYS輸出（引腳23和24），因此充電電流將是恒定的，不受負載電流的影響。

Q1 和 Q2 是雙通道 PNP 晶體管，采用 SC74 封裝。這些晶體管與p溝道FET（Q4a和Q4b）一起使用，以形成理想的低損耗ORing二極管。ORing二極管配置的輸出饋送至高效升壓轉(zhuǎn)換器U2 （MAX8815A）。當(dāng)存在+5V輸入電壓時，MAX8903為電池充電。Q4a導(dǎo)通，因為R2上的電壓相對于Q4a源電壓提供負偏置。Q2b基極上的電壓高于Q2a晶體管發(fā)射極上的電壓。因此，Q2a關(guān)閉，Q2b導(dǎo)通，因為有足夠的基極電流流經(jīng)R3至地。由于Q2b現(xiàn)在完全導(dǎo)通，Q2b集電極上的電壓非常接近輸出電壓。Q4b也偏置，因為其柵極和源極引腳之間的電壓差接近于零。當(dāng)+5V電源被移除或低于電池電壓時，電路工作原理與上述Q4b、Q1a、Q1b、R4和R1相同。

MAX8815A （U2）為高效升壓轉(zhuǎn)換器，可提供超過1A的連續(xù)電流。由于MAX8815A的輸入電壓范圍為3.0V至5V，因此即使輸入為+5V，該升壓轉(zhuǎn)換器仍能提供高度穩(wěn)定的5V輸出。1

將升壓置于+5V墻上適配器的電源路徑中各有利弊。缺點是效率。與僅使用FET切換電路在墻上適配器電壓和升壓電池電壓之間切換的電路相比，升壓轉(zhuǎn)換器將產(chǎn)生更多的功率損耗。然而，在輸出端使用升壓有一個很好的優(yōu)勢：它將調(diào)節(jié)+5V輸出，并考慮適配器電纜中的IR壓降。此外，將MAX8815A放在輸出端可提供短路保護。

圖1.該設(shè)計在外部+5V電源和可充電單節(jié)Li+電池之間切換，以提供恒定的+5V輸出。

圖2顯示了用更少的器件實現(xiàn)該電路的方法。該方法使用MAX8903的SYS輸出作為MAX8815A升壓轉(zhuǎn)換器的輸入。該方法省去了晶體管Q1和Q2作為開關(guān)元件，并使用MAX8903的內(nèi)部開關(guān)電路。

減少器件數(shù)量需要權(quán)衡取舍。這種方法的主要性能缺點是效率較低。當(dāng)主輸入連接時，MAX8903根據(jù)器件型號將輸出調(diào)節(jié)至4.4V或4.325V。當(dāng)電池電壓處于VCHG點時，電壓將SYS輸出調(diào)節(jié)到這些電壓之一。請參考MAX4數(shù)據(jù)資料中的圖8903，了解電池充電時的VSYS電壓曲線。第二個權(quán)衡是電池充電電流，它取決于負載。這意味著充電電流是輸入電流限值（可設(shè)置為2A）與負載電流之差。因此，在全輸出負載下，與輸出輕負載相比，電池充電需要更長的時間。

最后，這種方法還有一個很好的優(yōu)勢：MAX8903的輸入工作范圍。輸入電壓范圍額定為 4.5 至 16V，具有 20V 輸入保護。圖1中的電路受MAX5A5.8815V最大工作輸入電壓的限制。

圖2.該設(shè)計還可在外部+5V電源和可充電單節(jié)Li+電池之間切換，以提供恒定的+5V輸出。

審核編輯：郭婷