单键开关机电路的工作原理

出处:网络整理时间:2025-05-29
电子设备的设计中,单键开关机电路是一种常见且实用的设计方案。由于项目需要,我们需设计单键开关机电路。在网上找了参考电路,很遗憾不能正常工作,经过自己一番分析、测试及改进,终形成可靠电路,在此与大家分享,共同进步。需要注意的是,本文所述电路适用于电压 3 - 6VDC 系统。

电路原理图及分析


  1. 电路图:假设输入电压 VIN = 3.0V ,以下是该单键开关机电路的原理图。
  2. 开机工作过程
    • 初始状态:Q1、Q2 均处于截至状态,输出端 VOUT 无输出。此时,VIN 通过电阻 R1、R3 对电容 C1 充电。根据充电时间公式 t = RC(其中 R 为 R1 与 R3 的等效电阻,约为 4.8kΩ,C 为电容 C1 的电容值,为 0.1μF),可得充电时间 t ≈ 4.8×0.1 = 0.48s。充电完成后,按键 K1 的 3、4 脚电压约等于 VIN。
    • 按键按下瞬间:当按键 K1 按下后,Q2 基极电压等于电容 C1 上的电压 VIN,由于三极管的特性,Q2 瞬间饱和导通。
    • Q1 导通与输出维持:Q2 饱和导通后,Q1 栅极电压被拉低至接近 0V。对于 MOS 管 Q1 来说,当栅极电压满足导通条件时,Q1 饱和导通,此时 VOUT≈VIN。同时,此时 Q2 基极电压约为 0.25 * VOUT = 0.75V,大于三极管的导通电压 0.7V ,所以三极管 Q2 维持导通,MOS 管 Q1 持续输出。
    • 电容放电:此时电容 C1 通过电阻 R3、Q2 放电至接近 0V。
  3. 关机工作过程
    • 按键按下:当按键 K1 按下后,三极管 Q2 基极电压被拉低,三极管进入截至状态。
    • MOS 管关断:由于 Q2 截至,MOS 管 Q1 栅极电压升高到接近 VIN,Q1 截至,VOUT 无输出。此时,VIN 再次通过电阻 R1、R3 对电容 C1 充电,为下次开机做准备。
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