Portable Lamp #6 – 외부전원 공급 회로

Portable Lamp는 외부전원 2가지를 이용해서 충전을 하는 기능이 있다. Micro USB 포트(안드로이드 휴대폰 충전 단자)로 5V 입력을 받거나 무선충전기(Qi Charger)를 통해서 5V를 입력 받아서 배터리를 충전하는 회로로 연결된다. 소스가 2개이기 때문에 스위칭을 해줘야 한다. 2개의 소스에서 동시에 전원이 공급될수도 있고 한쪽에서만 들어오기도 한다. 이런 경우가 많은지 ‘ORing’ 이라는 용어가 있다.

ORing 이란 두 개 이상의 전원을 이용해서 가용성을 높일 때 두 개 이상의 전원을 연결하는 방법

검색을 해보니 다이오드를 이용하는 단순한 방법이 있기는 한데 전압 강하가 있거나 스위칭의 특성이 좋지 않은 것 같다. 좀 더 비싸고 좋은 방법을 찾다보니 LTC4412라는 “Low loss PowerPath controller in ThinSOT” 칩을 찾았다. 데이터시트를 보면 샘플 회로가 나와 있다. 기본 회로에는 쇼트키 다이오드와 P-Channel MOSFET이 필요하다. 데이터시트를 정독하면 아래 회로는 이렇게 해석된다.  LTC4412는 ideal diode이고 P-ch MOSFET을 제어한다. 6번핀 SENSE에 외부전원을 연결해 놓고 외부전원이 들어오면 5번핀 GATE가 pull-up 된다. 그러면 MOSFET의 gate에 0v 이상이 걸려서 MOSFET이 OFF 된다(S –> D가 끊어진다) 따라서 배터리 전원이 차단된다.

이 기본회로 2개를 겹쳐써야겠다. 왜냐면 첫번째 LTC4412는 USB 5v와 무선충전기 5v 사이를 선택해주고 두번째는 배터리와 첫번째 선택된 소스 사이를 선택해준다. 이렇게 하면

  • 외부전원 공급이 없을 때 배터리가 전원을 공급해준다.
  • USB와 무선충전기가 동시에 공급되면 USB 우선으로 공급해준다.
  • USB와 무선충전기 둘중 하나만 공급되면 그 전원이 공급된다.
  • 배터리 충전은 첫번째 LTC4412 회로의 출력에 물려주면 USB 또는 무선충전기로 충전이 된다.

Autodesk Eagle로 그린 전원 공급 회로도