电池供电切换电路设计详解
在电池供电系统中，为实现交流适配器与电池之间的灵活切换，常见的电路设计采用了两个肖特基二极管来隔离两种电源，具体电路图如图1所示。
该电路设计要求交流适配器的输出电压必须高于电池DC/DC变换的输出电压。当接入交流适配器时，二极管VD2处于反偏状态，从而有效阻止电流从电池流向负载，确保负载由交流适配器供电。而当交流电源被断开时，二极管VD1则发挥防止电流从电池流入适配器的作用，避免电池能量的无谓损耗。
从设计角度来看，这种电路具有设计简单、占用印制电路板面积小的优势。然而，它也存在两个较为明显的缺点：一是VD2的正向电压（大约为0.4V）会导致DC/DC的输出电压降低。如果输出电压低于设备的启动电压，该方案将无法满足实际应用需求。二是VD2的正向电压会造成电池功率的浪费，其耗散的功率等于负载电流乘以正向压降，这在一定程度上影响了电池的使用效率。
针对上述基于肖特基二极管的电源切换电路的局限性，图2展示了一种改进方案，即用一个P沟道MOSFET替代图1中的二极管VD2。当切换到电池供电时，MOSFET导通，使电池能够向负载正常供电。而当接入交流适配器时，MOSFET的栅极电压高于其源极电压，MOSFET处于关断状态，从而切断了电池与负载之间的连接，确保负载由交流适配器供电。
以100mA的负载电流为例，对于一个导通电阻为50mΩ的P沟道MOSFET，其电压降仅为0.5mV，耗电仅0.5mW。相比之下，图1所示的二极管配置方式，电压降为400mV，功率损耗高达40mW。由此可知，MOSFET在降低电压降和减少功率损耗方面具有显著优势。不过，需要注意的是，MOSFET的导通电阻依赖于它的栅极偏置。
在图2所示电路中，当交流电源被断开时，MOSFET的栅极电压为零，源极为电池电压。为确保在最大负载电流下能够获得所期望的输出电压，MOSFET的导通电阻应在此偏压下足够低。因此，在实际选型中，应尽量选用低阈值的MOSFET管。
双电源电路图及原理
该双电源电路由1个P-MOS、1个二极管（推荐使用肖特基二极管，因其压降小）、1个适当阻值的下拉电阻组成。
假设USB电源电压为5.0V，交流适配器的电压为5.5V，略高于USB电源电压。
当仅有交流适配器的5.5V接入时，二极管导通，电路自动切换为交流适配器供电模式，此时用电端电压约为5.5V减去二极管的正向压降（约0.3V），即约为5.2V。
当仅有USB-5V单独接入时，P-MOS的DS寄生二极管首先导通，S极电压约为5V减去二极管正向压降（约0.7V），即约为4.3V。此时，P-MOS的G极被下拉电阻拉低至0V，因此Vgs=0V-4.3V=-4.3V。由于-4.3V低于P-MOS的GS最低导通门限电压，P-MOS随之导通，用电端电压则为5V减去P-MOS的导通压降。通常情况下，MOS的导通电阻较低，约几十mΩ，且一般电路电流不会超过2A，因此P-MOS的导通压降几乎可以忽略不计，能够高效地将5V电压输出至用电端。
当交流适配器的5.5V与USB-5V同时接入时，肖特基二极管D1导通，此时P-MOS的G极电压为5.5V，S极电压为5.2V，Vgs=5.5V-5.2V=0.3V。由于0.3V高于P-MOS的GS最低导通门限电压，P-MOS处于关断状态，电路便自动切换为由输入电压较高的交流适配器供电，确保设备优先使用交流电源，从而有效延长电池使用寿命并提高系统的可靠性与稳定性。
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