逆電流保護 - ダイオード + MOSFET + 理想ダイオードの同時使用

モバイルデバイスの充電を例にとると、逆電流保護はどのように設計すればよいのでしょうか?逆電流保護に馴染みがない場合は、「逆電流とは何ですか?」をご参照ください。

現代のモバイルデバイスには、一般的なTYPE-C 5V DC内蔵バッテリ電源4.2V電源アダプタ電源など、多くの電源供給方法があります。

以前、これら3つの電源を単独で接続した場合について分析いたしました。では、これら3つの電源を同時に接続する場合、逆電流保護をどのように実現すればよいでしょうか。この回路設計では、電源アダプタが最優先となり、次にTYPE-C入力、そしてバッテリ入力が負荷に供給する形となっています。なぜこのような設計となっているのでしょうか?分析してみましょう。

回路の原理

電源アダプタ電圧は逆電流保護ダイオードD1に接続され、負荷段回路に出力されます。この時、A点の電圧は4.7Vです。抵抗R2を通してQ1のVgs電圧はHighに引き上げられます。逆電流保護PMOSAO3401A )は遮断され、TYPE-Cの出力は遮断されます。電源アダプタの入力電圧はTYPE-Cに印加されません。電源アダプタの出力電圧は4.7Vなので、C点の電圧も4.7Vになります。 LM66100DCKCE端子C点VOUT端子に接続されているため、C点の電圧(CE端子電圧)はバッテリ電圧よりも高くなります。このため、LM66100DCK の内部PMOSは遮断され、出力は発生しません。この状態では、電源アダプタのみが下流の負荷に電力を供給しています。

TYPE-Cとバッテリのみを接続すると、A点の電位は0Vとなり、抵抗R2を介してQ1のVgs電圧をプルダウンします。逆電流保護PMOS AO3401A がONし、TYPE-Cは5Vを出力するため、CDC端子とCE端子は抵抗R4を介してVOUT(C点)に接続されます。 CEが5Vの時、内部PMOSはカットオフされ出力しません。したがって、この時TYPE-Cが下流負荷に電力を供給します。


逆電流保護の方法はさまざまです。回路電流、効率、およびコストに基づき、3つの逆電流保護ソリューションを以下にご紹介します。

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