設計了一個用于4g斷電報警器供電的切換電路，

報警器在市電停止，外部供電切斷時，

需要通過3.7v的鋰電池供電，給服務器上報事件，由服務器撥打電話給用戶。

現分享給大家。

最簡單的切換電路可以由兩個SS14的二極管搭建，如下圖：

上圖中的D1，D2是肖特基二極管SS14，其正向導通電壓大概為0.3V。

當用外部電源供電時，LDO輸出4.3V的電壓，D1導通，D1的負極電壓為4.0V。

此時，D2兩端的電壓差達不到正向導通電壓的要求，D2截止，4g模塊由LDO供電。

當沒有外部電源時，LDO輸出0V，D2導通，3.7V的鋰電池輸出的電壓經過D2給4g模塊供電。

此時，D2負極電壓為2.2V-3.7V。

鋰電池的供電電壓不是一個恒定值，當充滿電時，其電壓可高達4.2V。

當放電至鋰電池的保護電壓時，其電壓僅為2.5V，如下圖電池電壓與電池容量的關系圖。

電池電壓與電池容量的關系圖

如上圖，如果以0.5C的速度放電（即2小時放完電），放完80%的電之后的電壓大概為3.4V。

如果以0.5C的速度放電（即0.5小時放完電），放完80%的電之后的電壓大概為3.6V。

如果以0.3C的速度放電（即0.3小時放完電），放完80%的電之后的電壓大概為3.7V。

4g模塊的可靠工作電壓范圍為3.5V-4.3V，加上D2二極管的壓降，只有當電池的電壓在3.8V-4.2V之間時，4g模塊才能可靠工作。

從上圖可以知道，電池僅僅放完10%的電量，4g模塊就不能可靠工作了。

可見二極管D2的壓降對電池的續航工作時間有巨大的影響。

怎么消除這個影響呢？

我想到了MOS管，MOS管的導通電阻小，壓降小，不會影響電池的續航工作時間。

我對電路作了如下改進：

改進后的雙電源切換電路圖

+4.3V為外部供電的電源電壓，+4.0V為給4g模塊供電的電壓。

VBAT+為電池的供電電壓。

Q7為P溝通MOS管，其柵極電壓(G,2腳)低于源級電壓(S, 3腳)時，漏極(G, 1腳)與源極(S, 3腳)導通，導通電阻大概為幾十毫歐。

當外接電源輸出電壓時，標號+4.3V的節點輸出0V， D4導通，D4負極為+4.0V，Q7的體二極管截止，其G極電壓高于源級電壓，Q7截止，由外接電源供電。

當外接電源斷電時，D4截止，Q7的體二極管先導通，使得G極電壓低于S極電壓，PMOS Q7導通。

電池通過導通的漏極和源極向4g模塊供電。由于PMOS導通電阻僅為幾十毫歐，當4g模塊工作電流達到最大的2A時，其壓降也僅為幾十毫伏，可以忽略不計。

經過這樣的改動之后，電池放電完80%的容量，電壓為3.5V左右時，4g模塊還能工作。

大大延長了電池的續航時間。

來源：物聯網全棧開發