现今很多便携式电子产品，要求具有较高的稳定性，比如常用的便携式示波器，采集卡等。为了提升产品的稳定性和可靠性，我们在系统供电设计时通常会使用两种或两种以上的电源对系统供电。电池供电和外部供电需要无缝切换且必须保证系统正常工作，这样在电源切换时不会因为电源切换导致系统掉电重启。

    本文将从最简单的双电源自动切换电路入手，从原理上分析切换过程，关注切换过程中的电路参数对系统稳定工作带来的影响。现如今能完成双电源自动切换功能的电路有很多，这里推荐一种双电源自动切换电路，两种电源通过一条供电线路给负载供电，当其中某一路电源移除或接入时能做到自动切换，且在切换过程中设备稳定正常工作。该电路已经在我们的批量产品中得到比较成熟的应用。

    1、电路原理分析

    双电源自动切换电路如上图所示。其中R2为是模拟负载，C1为负载电容；V1，V2为模拟电源输入电压；M1和M2为PMOS开关管；D1为开关二极管；R1为1MΩ电阻。

    单独供电时电路工作状态如下：

    ① V1单独供电：V1直接通过二极管给负载R2供电；此时M1和M2截止不工作。

    ② V2单独供电：M2的G极电压为GND，S极电压为V2，此时M2的Vgs=-V2;只要V2电压小于Vgs(th)（PMOS通常-2V至-0.5V）M2就能导通；V2通过M2后由M1的体二极管输出到负载电阻R1。在M1体二极管导通后，M1的Vgs电压满足导通条件，此时M1导通，系统所需电流从M1的D、S极给到负载。

    双电源供电时电路工作状态如下：

    ① V1先单独供电，然后接入V2（需注意这里V1必须大于等于V2），此时M2的栅极电压为V1，源级电压为V2，而PMOS管导通的条件Vgs<vgs(th)< font="">，显然这里并不满足导通条件，所以M2不导通，V2被阻断不为负载供电，由V1单独为负载供电。

    ② V2先单独供电，然后接入V1，V1接入后M2的栅极电压由GND变为V1，即Vgs=V1-V2>0,显然不满足MOS管M2的导通条件，M2关断，V2被阻断，改为由V1持单独为负载供电。

    仿真效果如下图所示。

    使用LTspice对电路进行仿真，模拟的场景为V2（3V）电源一直接入，V1（5V）为一组周期10s占空比50%的方波，用来模拟V2电源频繁接入和撤出。图中的波形（绿线）为负载电阻R2处的电压波形，可以看出，切换过程平滑，无明显电压过冲或跌落。

    2、主要器件参数选择

    ① MOS管参数

    我们知道，MOS管导通条件需要满足阈值电压要求，阈值电压越小，MOS管越容易导通。在MOS管选型的时候可以根据实际情况进行适当调整：

    ② 上图R1电阻

    在上图中，电阻R1的阻值决定MOS管的开通速度。MOS管的 G 极到 GND 有一个电阻R1, 这个R1的阻值越小，MOS管导通速度越快，这里也和MOS的米勒电容大小直接相关。

    但需要注意的是，这个R1是一直在耗电的，如果阻值太小，那么系统额外白白浪费的功耗就越多。

    ③ 输出滤波电容

    输出滤波电容用于储能和滤波，在供电电源切换时会使得系统电源更加稳定，实际应用中通常选用100uF以上的极性电容（根据不同负载功耗电容容值可以做相应调整）。

负载功耗在实际用于中对电源切换带来的影响很大，如果负载功耗太大，那么就有可能导致系统复位。这时可以试着增加 Vout 端的滤波电容大小。

    在实际使用中，注意上面的几个因数，系统是可以做到电源自动切换的。

    我们根据上面几条修改一下电路再仿真一下。

    可以看出在减小输出电容和增大负载功率后切换过程出现明显的过冲和跌落，所以要实现无缝切换上文中提到的参数，我们需根据实际情况调整到最佳。

    结论：实现双电源自动切换，在实际使用时可根据自己的情况，选择合适的方案，进行必要的细节调整，才能设计出合适自己的电路方案!