一种基于MOSFET控制的电源路径管理电路

本发明属于电源切换电路，具体涉及一种基于mosfet控制的电源路径管理电路。

背景技术：

1、电源切换技术是一种在不同电源之间进行切换，以确保系统持续供电的技术。这种技术在现代电子设备中广泛应用，旨在提高设备的可靠性和稳定性，特别是在电源中断或故障时。

2、电源切换技术通过使用各种电子元件和电路设计，实现电源的自动或手动切换。当主电源(如外部电源)发生故障或中断时，系统能够快速切换到备用电源(如电池)，确保设备持续供电。切换过程中需要保证电压稳定性和切换速度，以避免设备重启或数据丢失。

3、电源切换技术广泛应用于各种场景，例如1.消费电子：如智能手机、平板电脑和笔记本电脑，在充电和电池供电之间切换，确保设备在不同供电条件下稳定运行。2.工业控制：在工业自动化设备中，电源切换技术确保设备在电源故障时，依然能够正常工作，减少停机时间。3.数据中心：服务器和存储设备在主电源和备用电源之间切换，确保数据安全和系统稳定运行。4.可再生能源系统：如太阳能和风能系统，在主电源和储能装置之间切换，保证供电连续性。5.医疗设备：保证在电源故障时，医疗设备能够继续运行，确保病人安全。

4、电源切换技术在现代电子设备中至关重要，通过合理选择和设计，可以实现高效、稳定的电源切换，保障系统的连续供电。然而，在现有的技术中，电源切换存在一些显著的问题。常见的电源切换方法及存在的问题如下：

5、两个二极管的设计：虽然能够在外部电源断开时自动切换到内部电源，确保系统的供电连续性，但这种方法的缺点是二极管的导通压降会导致输出电压下降约0.7v，特别是当使用内部电池(如锂电池，电压约4.2v)供电时，这会使得可用电压降至3.5v以下，低于某些系统的最低工作电压需求(例如4.0v)，影响设备正常运行。

6、背靠背mos管：该设计优化了内阻和导通压降问题，电池电量可以充分利用，但这种方法的电源切换时间较长(约5-10ms)，这对于需要高供电稳定性的光伏控制器来说，可能导致系统在短暂的供电中断期间受到影响。

7、专用电源管理芯片：虽然可以实现快速且稳定的供电切换，但成本较高，不利于成本控制和产品的广泛应用。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种基于mosfet控制的电源路径管理电路，包括：三个电容、三个二极管、两个pmos管和一个电阻r1；第一电容c1一端和第一二极管正极d1连接电源电压，另一端接地，第一二极管d1负极分别连接第二二极管d2正极、第二电容c2一端、第三二极管d 3正极、第一pmos管q1栅极、第二pmos管q2栅极和电阻r1一端，电阻r1另一端接地；第二二极管d2负极、第二电容c2另一端、第三二极管d 3负极和第一pmos管q1源极连接第二pmos管q2源极；第一pmos管q1漏极和第二pmos管q2漏极和第三电容c3一端连接电池电压，第三电容c3另一端接地。

2、优选的，第三电容c3的容值大于第二电容c2的容值。

3、优选的，第一二极管d1的正向压降的范围为0.3～0.4v。

4、优选的，第二二极管d2的正向压降的范围为0.6～0.7v，且具有快速开关特性。

5、优选的，第三二极管d3为tvs二极管。

6、优选的，电阻r1的阻值范围为408～612ω。

7、优选的，第一pmos管q1和第二pmos管q2具有高效率和低功耗特性。

8、本发明的有益效果为：

9、1.快速的电源切换：本发明的电源路径管理电路通过结合二极管和mos管的特点，实现了电源切换的速度小于1毫秒。这对于现有的电源切换电路来说，大大降低了系统因电源切换导致的稳定性风险；

10、2.高效的电量利用：采用mos管作为切换元件，由于其内阻小，导通压降低，可以更高效地利用内部电池的电量。这样不仅减少了能量浪费，还能在电池供电模式下，延长电池的使用时间；

11、3.成本效益：相比现有技术中采用专用电源管理芯片的解决方案，本发明使用常规的二极管和mos管，大幅降低了制造成本。这一点使得本电路不仅技术上可行，同时也具有很高的经济效益，便于在市场上推广应用；

12、4.供电的稳定性和可靠性：通过优化设计，本发明的电源路径管理电路可以在外部电源断开的瞬间，迅速且无缝地切换到内部电源供电，保证了系统供电的连续性和稳定性。即使在复杂或不稳定的电源环境下，也能保持设备正常运行；

13、5.易于实施与维护：电路设计简洁，采用的组件普遍和易于获得，这使得整个系统不仅容易实施，而且在后期维护和可能的升级改造中也更为方便和经济。

技术特征：

1.一种基于mosfet控制的电源路径管理电路，其特征在于，包括：三个电容、三个二极管、两个pmos管和一个电阻r1；第一电容c1一端和第一二极管d1正极连接电源电压，另一端接地，第一二极管d1负极分别连接第二二极管d2正极、第二电容c2一端、第三二极管d 3正极、第一pmos管q1栅极、第二pmos管q2栅极和电阻r1一端，电阻r1另一端接地；第二二极管d2负极、第二电容c2另一端、第三二极管d 3负极和第一pmos管q1源极连接第二pmos管q2源极；第一pmos管q1漏极和第二pmos管q2漏极和第三电容c3一端连接电池电压，第三电容c3另一端接地。

2.根据权利要求1所述的一种基于mosfet控制的电源路径管理电路，其特征在于，第三电容c3的容值大于第二电容c2的容值。

3.根据权利要求1所述的一种基于mosfet控制的电源路径管理电路，其特征在于，所述第一二极管d1的正向压降的范围为0.3～0.4v。

4.根据权利要求1所述的一种基于mosfet控制的电源路径管理电路，其特征在于，所述第二二极管d2的正向压降的范围为0.6～0.7v，且具有快速开关特性。

5.根据权利要求1所述的一种基于mosfet控制的电源路径管理电路，其特征在于，所述第三二极管d3为tvs二极管。

6.根据权利要求1所述的一种基于mosfet控制的电源路径管理电路，其特征在于，所述电阻r1的阻值范围为408～612ω。

7.根据权利要求1所述的一种基于mosfet控制的电源路径管理电路，其特征在于，第一pmos管q1和第二pmos管q2具有高效率和低功耗特性。

技术总结本发明属于电源切换电路技术领域，具体涉及一种基于MOSFET控制的电源路径管理电路；该方法包括：第一电容一端和第一二极管正极连接电源电压，另一端接地，第一二极管负极分别连接第二二极管正极、第二电容一端、第三二极管正极、第一PMOS管栅极、第二PMOS管栅极和电阻一端，电阻另一端接地；第二二极管负极、第二电容另一端、第三二极管负极和第一PMOS管源极连接第二PMOS管源极；第一PMOS管漏极和第二PMOS管漏极和第三电容一端连接电池电压，第三电容另一端接地；本发明效提升了系统的可靠性，同时在保证电源稳定供应的同时减少了能源浪费，提高了整个系统的能效比。技术研发人员：黄学达,蔡新阳,陈俊华,裴飞超,王铃,姜海棠受保护的技术使用者：重庆邮电大学工业互联网研究院技术研发日：技术公布日：2024/10/17