在當今數(shù)字化時代,筆記本電腦已成為人們生活和工作中不可或缺的工具。相信使用過筆記本電腦的人都有這樣的體驗:當連接市電時,電腦由市電通過
適配器供電;而當停電時,電腦會自動切換到
電池供電,且在切換過程中電腦不會出現(xiàn)斷電的情況。那么,這種自動切換電路是如何實現(xiàn)的呢?下面我們就來詳細解析。
如配圖所示,該自動切換電路主要由以下部分組成:
- 供電端:VBAT 為電腦鋰電池供電端,其電壓范圍在 +3.2V ~ +4.2V;VUSB 為電腦電源適配器供電端,輸出穩(wěn)定的 +5V 電壓。
- 場效應管:Q3 為 P 溝道 MOS 管,型號為 AO3401,其漏極(D)連接鋰電池供電端,控制極(G)連接電源適配器供電端。電阻 R20 阻值為 10K,作為場效應管 Q3 控制極的下拉電阻。R21、R22 位置為空(NC),在電路中不接入,無需考慮。
- 二極管:D1 為隔離二極管,其作用是防止在無市電時,鋰電池的電流串入電源適配器;D2 為場效應管 Q1 內的寄生二極管。

當筆記本電腦同時接入市電電源且裝上鋰電池時:
- 場效應管內部寄生二極管 D2 陽極電壓為鋰電池 VBAT 的 +3.2V ~ +4.2V。
- 市電通過適配器形成 VUSB 電壓 +5V,經過隔離管 D1,由于 D1 導通壓降為 0.7V,所以 A 點電壓為 +5V - 0.7V = +4.3V。
- A 點電壓即為 D2 的陰極電壓,因為 +4.3V > +3.2 ~ +4.2V,D2 處于反偏狀態(tài),因此截止不導通。
- 對于 P 型場效應管 Q3,其柵極(G)電壓為 +5V,源極(S)電壓為 +4.3V,即 Vg > Vs,不符合 P 型場效應管導通條件(Vg < Vs),所以場效應管 Q3 也截止。
- 綜合以上情況,D2 和 Q3 均截止,鋰電池 VBAT 的電流無法通過,此時只能由電源適配器輸出的 +5V 電壓,經過 D1 后以 +4.3V 的電壓為電腦供電。

當市電忽然停電,或者沒有插入市電時:
- 鋰電池 VBAT 電壓 +3.2V ~ +4.2V 首先通過寄生二極管 D2 形成大約 +2.7V ~ +3.5V 的電壓(也就是場效應管的源極電壓)。
- 由于 VUSB 無電,場效應管 G 極通過下拉電阻 R20 接地,G 極電壓為 0V。此時 0V < +2.7 ~ +3.5V,即 Vg < Vs,滿足 P 型場效應管 Q3 的導通條件,所以 Q3 導通。
- Q3 導通后,由于該 P 型場效應管的導通壓降小于寄生二極管 D2 的導通壓降,D2 被旁路而截止。此時,VBAT 電壓經過場效應管 P 溝道后,仍以 +3.2V ~ +4.2V 的電壓為電腦供電,從而維持了電腦工作的穩(wěn)定。

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