如何将基本的瞬时推动或轻触(ile)开关转变为锁存双稳态器件

出处:维库电子市场网时间:2024-10-15
  让我们想象一下,您需要为电池供电但无处理器的设备添加一个电源开关;也许它还必须是防水的,因此是膜密封的。或者,也许您只是想使用闪亮的现代按钮,而不是切换/摇杆/滑动的东西,这可能便宜且可靠,但看起来像是上个千年的。

  该设计理念 (DI) 展示了如何将基本的瞬时推动或轻触(ile)开关转变为锁存双稳态器件。如图1所示。

  图 1两个晶体管形成一个电源开关锁存器,可以通过短按按钮来设置(通电),然后通过较长的按钮重置(断电)。
  Q1 和 Q2 交叉耦合形成锁存器,Q1 是由 Q2 控制的实际电源开关。初,两者都关闭。短暂按下 Sw1 会通过 C1 将脉冲注入 Q2 的栅极,将其打开,从而也打开 Q1 向下游电路和 Q2 供电,从而锁定两个晶体管。
  按住按钮大约一秒钟,C2 通过 R4 充电,直到 Q3 开始导通,从而使驱动器与 Q2 的栅极短路并断开反馈环路,从而使 Q1 和 Q2 都关闭。打开开关让 C2 通过 D1 和 R5 放电,为下一个周期做好准备。关闭时,电路仅吸收漏电流。
  某些组件标记为 TBD,因为虽然整个电路可以在 3 至 20 V(或更高,如果 Q1 额定值适当)的任何电源下工作,但单个部件或功能可能无法工作。典型值为:
  R2 确保 Q1 的栅源电压足以将其完全导通,而不会导致其栅极保护二极管导通。 R4 将“等待关闭”时间保持在接近一秒。其他值得关注的点包括季度本身。 IRLML6402 的漏极-源极额定电压为 20V,在我们的条件下导通电阻为 50–100mΩ,栅极-源极击穿电压为 12V。只需 1.2V 即可完全开启,此时它很容易处理一两个放大器。
  Q2 和 Q3 并不重要,但适当的逻辑电平器件可能比 ZVN3306A 更好。如果在电路开启时按下 Sw1,C1 仍将向 Q2 的栅极传送尖峰,短暂地将其驱动至电源电压的两倍。这应该由 Q2 的输入保护二极管钳位,但如果您不相信这一点,请在 C1 底部安装一个续流二极管回到输入轨。这些相同的保护二极管也可以在高电源电压下导通,电流受到 R3 的限制。
  如果开关按钮因任何原因被卡住,电路将保持关闭状态,但 R5 仍会吸取一些电流。
  自动关闭

  就目前情况而言,所有这些都适用于从无负载到一两个放大器的负载以及高达至少 100 F 的负载电容。但添加某些功能以在近按下按钮后几分钟自动关闭电源可能会很有用,图 2显示了如何执行此操作。

  图 2添加振荡器/计数器可以在适当的延迟后自动关闭电路。
  这增加了一个 CD4060B 振荡器/计数器。它由输出供电,在电路开启时以大约 13.7 Hz 的频率振荡(至少我的样品是这样)。大约 10 分钟后,计数达到 8192,Q14 变高,通过 D2 对 C2 充电,打开 Q3,关闭 Q2 和 Q1。任何额外的 Sw1 按下都会将其重置,从而重新启动计时周期。 CD4060B 是一个 3 至 18V 器件,这就是图 2 电路的额定电压较低的原因。 (数据表声称 20V 是可以承受的,但我在实验时在 19V 时丢失了一个。请注意!这解释了 R8,添加 R8 是为了避免任何尖峰取出复位引脚,这就是发生的情况。)因为负载电容需要放电为了充分避免电路重新启动,现在它应该不大于约 10 ?F,至少在轻负载时是这样。
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