與外部電源并行地使用XC9131H

本文章將說明如何與一個外部電源并行地使用XC9131H,用來配置一個“OR 電路”。這個提出的解決方案很簡單，因為：

　　· 外置元器件數(shù)量少（如果使用狀況允許，甚至可以不使用 LDO。在后續(xù)文章中解釋原因）。

　　· 為了在這兩種電源之間切換，不需要調(diào)整 XC9131H 的EN 和MODE 引腳的信號。

　　這一解釋，不僅適用于XC9131H，而且還適用于XC9135C、XC9135K 和XC9136N。我們將提到許多VSET, VBAT, VEXT 和VOUT 。

　　以下是如何定義這些參照電壓的：

　　· VSET：XC9131H 用輔助電阻RFB1、RFB2 和內(nèi)部基準(zhǔn)電壓VREF試行設(shè)定的輸出電壓。

　　· VBAT：通過BAT 引腳提供給XC9131H 的電池電壓。

　　· VEXT：來自外部電源的電壓。如果使用了LDO，則為LDO 的輸出電壓。

　　· VOUT：“OR 電路”的輸出電壓。這正是XC9131H 電路的實際（ACTUAL）輸出電壓 – 而VSET 只是XC9131H 的輸出電壓的目

　　標(biāo)值（TARGEteD）。當(dāng)切斷與外部連接的電池并且VSET > VEXT 時，VSET 與VOUT 相等。

　　4 個電壓都能從以下的電路圖中看到。

　　在以上的電路圖中，能看到 EN = ‘High’ (IC 使能) 并且MODE = ‘Low’ (IC 工作于PWM/PFM 模式）。如以前所述，當(dāng)電路工作時不需要調(diào)整這些電壓電平。

　　我們有三種主要的情況：

　　A) 不連接外部電源（USB, AC/DC 適配器等）

　　在這種情況下，XC9131H 將為輸出電路提供電源，并設(shè)定輸出電壓。

　　B) 連接了外部電源并且其電壓高于XC9131H 的VSET

　　在這種情況下，將由外部電源提供電路的輸出。如以前所述，XC9131H 的EN 引腳為‘High’，所以XC9131H 正在工作，但是，反

　　饋到XC9131H 的電壓通知此IC 輸出電壓過高，使IC 基本上停止振蕩（不再發(fā)送脈沖來導(dǎo)通兩個集成的場效應(yīng)管）并且由XC6227

　　提供輸出。

　　C) 連接了外部電源并且其電壓低于XC9131H 的VSET

　　在這種情況下，XC9131H 通過反饋網(wǎng)絡(luò)檢測到輸出電壓比設(shè)定的目標(biāo) VSET 低許多。XC9131H 開始工作并且向輸出端提供電流。

　　因此，外部電源的電壓（如果使用一個LDO，將不是VEXT 而是LDO 之前的電壓）將低于VOUT，這意味著將流過逆向電流。如果使用

　　一個LDO，類似包含防止逆向電流的XC6227，將不用擔(dān)心這種電流，因為LDO 和外部電源都將受保護。

　　但是，但如果外部電源能接收少量的逆向電流（如果認(rèn)為外部電源足夠理想地調(diào)整電壓），甚至可以不要求增加LDO。

　　FAQ（設(shè)計上的限制）：

　　為什么使用XC9131F 時不能附帶OR 電路？

　　只單獨使用XC9131 電路（也就是說不并行使用外部電源），建議用XC9131H 取代XC9131F，其優(yōu)點在于因為追加了提供為其CL 放電的功能。

　　但是，在使用PFM 模式、并行附帶外部電源使用XC9131 電路時，XC9131F 工作在一個不希望的方式，當(dāng)其輸出電壓（VSET）低于VEXT。在這些條件下，有的P-溝道驅(qū)動晶體管將處于導(dǎo)通‘ON’的風(fēng)險狀態(tài)，允許逆向電流從外部電源流入XC9131F。

　　這個逆向電流會容易地?fù)p壞XC9131F。

　　在同樣條件下（PFM 模式，VBAT VSET VEXT），XC9131H 的P-溝道驅(qū)動器將總是處于斷開‘OFF’，這意味著將永遠(yuǎn)不會允許逆向電流通過IC 的VOUT 引腳流入IC。這種安全行為可保證XC9131H 使用OR 電路。

　　為什么不能把MODE 引腳設(shè)定為‘High’？

　　通過把MODE 引腳設(shè)定為‘High’，XC9131H 將完全工作在同步整流PWM 模式。在這種模式下，兩個集成場效應(yīng)管中的一個總是會導(dǎo)通。這就是不建議采用這種配置的原因。

　　實際上，當(dāng)VEXT 高于由XC9131H 設(shè)定的輸出電壓（記住，稱后者為VSET），IC 將盡可能地降低其占空比以至于輸出電壓能降低到與VSET 相同的電壓值。降低占空比意味著大多數(shù)時間把N-溝道晶體管調(diào)節(jié)到切斷‘OFF’，并且因為晶體管不能同時成為切斷‘OFF’，P-溝道晶體管將保持為‘ON’。其結(jié)果在于逆向電流能通過其VOUT 引腳穿透XC9131H，通過P-溝道晶體管流入并損壞XC9131H 的內(nèi)部電路。

　　為了回避這個問題，把MODE 引腳設(shè)定為‘Low’，使XC9131H 工作于PWM/PFM 模式，這樣兩個晶體管都能同時成為‘OFF’。

　　那樣，能防止逆向電流通過VOUT 引腳進入XC9131H。

　　能用簡單的文字來綜合這個狀態(tài)，可以認(rèn)為，當(dāng)VSET 比VEXT 低，XC9131H 難以提供任何電流，所以負(fù)載電流小。概括歸納如下：

　　· 當(dāng) MODE 引腳處于低‘Low’，如果負(fù)載電流小，IC 將工作于PFM 模式。因為處于PFM 模式，并且因為 VSET VEXT，P-溝道晶體管總是處于‘OFF’并且保護IC 不受逆向電流影響。

　　· 當(dāng) MODE 引腳處于高‘High’，如果負(fù)載電流小，IC 將工作于PWM 模式。在這個模式，如果IC 在1.2MHz 產(chǎn)生振蕩并且P-溝道驅(qū)動晶體管經(jīng)常處于導(dǎo)通‘ON’，將有一些逆向電流從VOUT 流入VBAT 。

　　注意：當(dāng)然，當(dāng)負(fù)載電流增加時，如XC9131H（其MODE 引腳設(shè)定為‘Low’）從PFM 轉(zhuǎn)換為PWM，逆向電流將不成為任何問題。這是因為，當(dāng)轉(zhuǎn)換為PWM 模式時，XC9131H 將工作于持續(xù)導(dǎo)通模式，所以逆向電流將不再出現(xiàn)。

　　為什么XC9131H 的VBAT 有時會高于或接近其VOUT·

　　上述配置典型應(yīng)用于諸如USB 供電并聯(lián)了一個帶鋰離子電池XC9131 電路。 在這種情況下，當(dāng)輸入電壓(VBAT)將為4.2V 或更低時，XC9131H 的VOUT 大約為5V。實際上，VBAT 總是低于VOUT 使設(shè)計變得極為簡單。如果設(shè)計要求VBAT 有時非常接近 (或高于) VOUT, 請與我們聯(lián)系，對于它的可行性我們將給出建議。