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两个MOS管背靠背串联可以实现电源的自动切换，这种电路通常用于需要双向电流控制或防止电流倒灌的场合，锂电池的充放电管理。

一、电路结构

两个MOS管背靠背串联，即两个MOS管的漏极（D）和源极（S）分别相连，形成一个双向开关。这种结构可以用于PMOS或NMOS，但工作原理略有不同。

二、工作原理

PMOS背靠背连接

充电过程：当外部电源（如USB）接入时，通过控制信号使一个PMOS管导通，外部电源通过该PMOS管给电池充电。另一个PMOS管由于栅极电压与源极电压相等而保持截止状态，防止电池放电。

放电过程：当需要电池供电时，通过控制信号使原本截止的PMOS管导通，电池通过该PMOS管给负载供电。同时，原本导通的PMOS管由于栅极电压变化而截止，防止外部电源与电池形成通路。

NMOS背靠背连接

NMOS背靠背连接的工作原理与PMOS类似，但栅极电压的控制逻辑相反。当栅极电压高于源极电压时，NMOS管导通；当栅极电压低于或等于源极电压时，NMOS管截止。

三、电源自动切换实现

在两个MOS管背靠背串联的电路中，通过控制信号的切换可以实现电源的自动切换。在锂电池充放电电路中，当外部电源接入时，通过控制信号使充电路径上的MOS管导通，实现充电；当外部电源断开时，通过控制信号使放电路径上的MOS管导通，实现电池供电。

四、电源转换仿真结果

如果VCC端需要的电压不一定要求等于VUSB，那么这个电路是可以的，那么问题来了，如果主副输入电压相等，同时要求输出也是同样的电压，不能有太大的压降，怎么设计？

上面的电路肯定不能满足了，因为D1的压降最小也是0.3V，我们看下面的电路。

这个电路咋一看复杂很多，其实很简单，巧妙的利用了MOS管导通的时候低Rds的特性，相比二极管的方式，在成本控制较低的情况下，极大的提高了效率。

本电路实现了，当Vin1 = 3.3V时，不管Vin2有没有电压，都由Vin1通过Q3输出电压，当Vin1断开的时候，由Vin通过Q2输出电压。因为选用MOS管的Rds非常小，产生的压降差不多为数十mV，所以Vout基本等于Vin。

原理分析

如果Vin1 = 3.3V，NMOS Q1导通，之后拉低了PMOS Q3的栅极，然后Q1也开始导通，此时，Q2的栅极跟源极之间的电压为Q3的导通压降，该电压差不多为几十mV，因此Q2关闭，外部电源Vin2断开，Vout由Vin1供电，Vout = 3.3V。此时整个电路的静态功耗I1+I2 = 20uA。

Vin1断开了，Q1截止，Q2的栅极有R1的下拉，所以Q2导通，Q3的栅极通过R2上拉，所以Q3也截止，整个电路，Q1跟Q3截止，Vout由Vin2供电，Vout = 3.3V。此时上面电路I1跟I2的静态功耗不存在。

总结：

两个MOS管背靠背串联的电路结构，为电源管理提供了一种高效且灵活的解决方案，特别是在需要双向电流控制或防止电流倒灌的场合，如锂电池的充放电管理中。无论是PMOS还是NMOS，通过合理控制栅极电压，都能实现充电与放电路径的切换。在充电过程中，一个MOS管导通以允许外部电源为电池充电，而另一个则保持截止状态，防止电池放电。在放电过程中，原本截止的MOS管导通，电池为负载供电，同时原导通的MOS管截止，避免了外部电源与电池的意外连接。这种设计不仅提高了电源管理的效率，还增强了系统的安全性和可靠性。通过仿真结果的验证，我们可以清晰地看到电源自动切换的实现过程，进一步证明了该电路结构的实用性和有效性。