Источник напряжения в конструкциях слабой мощности. Большинство микроконтроллеров в электронике питаются от источника постоянного напряжения 3,3V. Батареи используются для маломощных встроенных схем, которые используются периодически.
Для постоянного использования конструкции обычно включают источник питания (с трансформатором и цепями переменного/постоянного тока) и применяют диоды или диодные сборки для соединения блоков питания вместе. Хорошо известное прямое падение (0,6V) диодов не было проблемой для более ранних разработок, часто питаемых от батарейных блоков 9V или более. Но в современных схемах это не рекомендуется, даже если мы выберем диоды Шоттки (0,3V).
Лучшей альтернативой является использование специального IC-контроллера для объединения питания от батареи и от сети. Такие устройства, как LT4351, создают прямое падение, измеряемое всего в несколько десятков милливольт (мВ), благодаря очень низкому RdsON балластного MOSFET-транзистора. Однако эти специализированные ИС реализуют по очень высокой стоимости, и их довольно сложно найти по сравнению со следующим дискретным и простым решением.
Схема на Рисунке 1 оказалась решающей, когда я захотел повысить общую эффективность моей конструкции портативного регистратора данных с очень низким энергопотреблением для длительного использования.
Эта упрощенная дискретная схема для источников напряжения обеспечивает повышенную эффективность по сравнению с диодным вариантом.
Вот краткое описание: Если первичный источник напряжения питания (Vin1) присутствует, то N-канальный MOSFET-транзистор T3 включен, который открывает затвор P-канального MOSFET T2 и затем включает его. Транзистор T1 видит в качестве своего напряжения затвор-исток (Vgs) напряжение сток-исток (Vds) T2, которое составляет всего несколько десятков мВ. Таким образом, T1 выключен, а путь внешнего питания (Vin2) открыт.
Теперь, в случае поступления скачкообразного питание Vin1, T3 выключается, потому что напряжение на его затворе падает через резистор R1, тем самым включает T1. Транзистор T2 выключен, поскольку его затвор подтягивается через R2 (Vgs T2 почти равен нулю).
Примечание: MOSFET-транзисторы T1 и T2 следует выбирать с низкоуровневым затвором и очень низким сопротивлением в открытом состоянии (например: T1 = T2 = PMN50XP: PMN50XP P-channel TrenchMOS extremely low-level FET, NXP Semiconductors, 2007, которые имеют RdsON 60 мОм при Vgs = 3,3V). Транзистор Т3 может быть популярным 2N7000 (или 2N7002 для деталей поверхностного монтажа).
Ток покоя схемы составляет около 20 мкА при наличии первичного источника напряжения и почти равен нулю в случае его отсутствия. Итак, в качестве внешнего источника напряжения подходит аккумулятор.
Значения R1 и R2 не являются критическими. Они могут составлять сотни кОм, если мы предпочитаем получить очень низкий ток покоя, или десятки кОм, если мы хотим уменьшить время переключения между входными источниками напряжения