很多系统都必须在两个或以上低压直流输入电源之间做选择,例如有一个外接电源、一个USB(通用串行总线)端口,或一个板载电池。用手动开关当然可以实现这种选择,但最好还是自动的切换方法。一般来说,人们都希望系统供电电源是可用性最高的输入电压。用一种肖特基二极管的OR方法就可以完成这个任务(图1)。糟糕的是,肖特基二极管的正向压降在300mV~600mV范围内。这个压降会消耗功率,产生热量,降低系统可用的电压。
高效率的电压OR操作只需要一只P沟道或N沟道MOSFET、一只适当的运放,以及少量无源元件。本例描述了对正直流电源轨的电压OR应用。P沟道MOSFET设计适合于工作在3.3V或更高电压的小功率单电源系统,而N沟道MOSFET则适用于较低总线电压或较大电流,以及有合适运放偏置电压的情况。
在N沟道FET设计中,MOSFET漏极流出正电流。在P沟道设计中,电流则来自MOSFET源极。如果采用常见的电流方向(作切换或放大),则MOSFET漏极的体二极管会破坏整流工作。
首要的设计任务是选择一款合适的MOSFET。MOSFET的最差情况导通电阻必须足够低,使满载电流时的I×R压降也足够低,才能达到设计目标。当5A电流流过一只0.01Ω的MOSFET时,产生50mV的正向压降。一定要考虑到由于R×I2及温升所产生的功耗。