与外部电源并行地使用XC9131H

本文章将说明如何与一个外部电源并行地使用XC9131H,用来配置一个“OR 电路”。这个提出的解决方案很简单，因为：

　　· 外置元器件数量少（如果使用状况允许，甚至可以不使用 LDO。在后续文章中解释原因）。

　　· 为了在这两种电源之间切换，不需要调整XC9131H的EN 和MODE 引脚的信号。

　　这一解释，不仅适用于XC9131H，而且还适用于XC9135C、XC9135K 和XC9136N。我们将提到许多VSET, VBAT, VEXT 和VOUT 。

　以下是如何定义这些参照电压的：

　　· VSET：XC9131H 用辅助电阻RFB1、RFB2 和内部基准电压VREF试行设定的输出电压。

　　· VBAT：通过BAT 引脚提供给XC9131H 的电池电压。

　　· VEXT：来自外部电源的电压。如果使用了LDO，则为LDO 的输出电压。

　　· VOUT：“OR 电路”的输出电压。这正是XC9131H 电路的实际（ACTUAL）输出电压 – 而VSET 只是XC9131H 的输出电压的目

　　标值（TARGEteD）。当切断与外部连接的电池并且VSET > VEXT 时，VSET 与VOUT 相等。

　　4 个电压都能从以下的电路图中看到。

　　在以上的电路图中，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，当电路工作时不需要调整这些电压电平。

　　我们有三种主要的情况：

A) 不连接外部电源（USB, AC/DC 适配器等）

　　在这种情况下，XC9131H 将为输出电路提供电源，并设定输出电压。

　B) 连接了外部电源并且其电压高于XC9131H 的VSET

　　在这种情况下，将由外部电源提供电路的输出。如以前所述，XC9131H 的EN 引脚为‘High’，所以XC9131H 正在工作，但是，反

　　馈到XC9131H 的电压通知此IC 输出电压过高，使IC 基本上停止振荡（不再发送脉冲来导通两个集成的场效应管）并且由XC6227

　　提供输出。

　C) 连接了外部电源并且其电压低于XC9131H 的VSET

　　在这种情况下，XC9131H 通过反馈网络检测到输出电压比设定的目标 VSET 低许多。XC9131H 开始工作并且向输出端提供电流。

　　因此，外部电源的电压（如果使用一个LDO，将不是VEXT 而是LDO 之前的电压）将低于VOUT，这意味着将流过逆向电流。如果使用

　　一个LDO，类似包含防止逆向电流的XC6227，将不用担心这种电流，因为LDO 和外部电源都将受保护。

　　但是，但如果外部电源能接收少量的逆向电流（如果认为外部电源足够理想地调整电压），甚至可以不要求增加LDO。

　FAQ（设计上的限制）：

为什么使用XC9131F 时不能附带OR 电路？

　　只单独使用XC9131 电路（也就是说不并行使用外部电源），建议用XC9131H 取代XC9131F，其优点在于因为追加了提供为其CL 放电的功能。

　　但是，在使用PFM 模式、并行附带外部电源使用XC9131 电路时，XC9131F 工作在一个不希望的方式，当其输出电压（VSET）低于VEXT。在这些条件下，有的P-沟道驱动晶体管将处于导通‘ON’的风险状态，允许逆向电流从外部电源流入XC9131F。

　　这个逆向电流会容易地损坏XC9131F。

　　在同样条件下（PFM 模式，VBAT VSET VEXT），XC9131H 的P-沟道驱动器将总是处于断开‘OFF’，这意味着将永远不会允许逆向电流通过IC 的VOUT 引脚流入IC。这种安全行为可保证XC9131H 使用OR 电路。

　为什么不能把MODE 引脚设定为‘High’？

　　通过把MODE 引脚设定为‘High’，XC9131H 将完全工作在同步整流PWM 模式。在这种模式下，两个集成场效应管中的一个总是会导通。这就是不建议采用这种配置的原因。

　　实际上，当VEXT 高于由XC9131H 设定的输出电压（记住，称后者为VSET），IC 将尽可能地降低其占空比以至于输出电压能降低到与VSET 相同的电压值。降低占空比意味着大多数时间把N-沟道晶体管调节到切断‘OFF’，并且因为晶体管不能同时成为切断‘OFF’，P-沟道晶体管将保持为‘ON’。其结果在于逆向电流能通过其VOUT 引脚穿透XC9131H，通过P-沟道晶体管流入并损坏XC9131H 的内部电路。

　　为了回避这个问题，把MODE 引脚设定为‘Low’，使XC9131H 工作于PWM/PFM 模式，这样两个晶体管都能同时成为‘OFF’。

　　那样，能防止逆向电流通过VOUT 引脚进入XC9131H。

　　能用简单的文字来综合这个状态，可以认为，当VSET 比VEXT 低，XC9131H 难以提供任何电流，所以负载电流小。概括归纳如下：

　　· 当 MODE 引脚处于低‘Low’，如果负载电流小，IC 将工作于PFM 模式。因为处于PFM 模式，并且因为 VSET VEXT，P-沟道晶体管总是处于‘OFF’并且保护IC 不受逆向电流影响。

　　· 当 MODE 引脚处于高‘High’，如果负载电流小，IC 将工作于PWM 模式。在这个模式，如果IC 在1.2MHz 产生振荡并且P-沟道驱动晶体管经常处于导通‘ON’，将有一些逆向电流从VOUT 流入VBAT 。

　　注意：当然，当负载电流增加时，如XC9131H（其MODE 引脚设定为‘Low’）从PFM 转换为PWM，逆向电流将不成为任何问题。这是因为，当转换为PWM 模式时，XC9131H 将工作于持续导通模式，所以逆向电流将不再出现。

　　为什么XC9131H 的VBAT 有时会高于或接近其VOUT·

　　上述配置典型应用于诸如USB 供电并联了一个带锂离子电池XC9131 电路。 在这种情况下，当输入电压(VBAT)将为4.2V 或更低时，XC9131H 的VOUT 大约为5V。实际上，VBAT 总是低于VOUT 使设计变得极为简单。如果设计要求VBAT 有时非常接近 (或高于) VOUT, 请与我们联系，对于它的可行性我们将给出建议。