单键开关机电路与轻触开关的创新设计解析

出处:网络整理时间:2025-09-05
  在电子电路设计领域,单键开关机电路与轻触开关的设计一直是研究的热点。本文将从实际研究过程出发,详细解析这两种电路的创新设计。
  单键开关机电路
  初步探索与问题
  近期,笔者针对单键开关机电路进行了深入研究与测试。初尝试的是一个单片机控制的自杀式一键开关机电路,经过多日调试,终发现问题出在芯片损坏上。这一经历让我们认识到,在电路设计中,芯片的稳定性至关重要。
  无需单片机的版本设计
  随后,笔者进一步探索,利用 protues 仿真了一个无需单片机控制的版本。该电路设计简洁高效,静态功耗极低。由于采用了 MOS 管,输入输出压降大大降低。经过实物焊接测试,其性能稳定可靠,具有很高的实用性。
  该电路的原理是,像 2N7002 这样的 MOS 管在初始状态下是随机的。假设 Q1 的 G 极为高电平,此时 Q1 导通,D 极输出低电平,使得 Q2 的 G 极为低电平,Q2 截止,输出高电平。因此,Q3 也处于截止状态,整体电源关闭,灯不亮。同时,Q2 输出的高电平通过 R3 反馈给 Q1,维持其导通状态,确保系统稳定。当按下按键时,Q1 的 G 极电平变为低,使其截止,输出高电平。这个高电平信号传递给 Q2 的 G 极,使其导通,Q2 输出低电平,进而 Q3 也导通,整体电源打开,灯亮起。

  单键轻触电子开关电路
  设计与性能研究
  在探索单键开关机电路的过程中,笔者还研究了一种单键轻触电子开关电路。这种电路设计巧妙,利用了轻触开关的特性,实现了便捷的单键控制。通过仿真和实物测试,发现该电路在性能和稳定性方面表现出色,为电子设备提供了更为灵活的开关控制方式。
   电路工作原理
  以 5V 电压作为电源,详细解析该电路各组件如何协同工作,实现单键轻触的便捷控制。在默认状态下,整个电路仅由 R1 和 R5 消耗微小电流,由于 R1 的阻值相当大,其电流消耗可忽略不计。R1 与 R5 共同构成一个分压电路,其中点电压稳定在 1.193V。这一电压随后对 C1 进行充电。当按下按键时,由于 C1 上已经积累了电压,此时 C1 便具备了一个放电回路。
  放电路径为 C1 - KEY1 - R6/C2/Q2 - C1,其中 R6、C2 和 Q2 在电路中以并联方式连接。当 C1 放电时,R6 上会产生一个电压信号,这个信号会触发 Q2 开始导通。而 C2 的作用在于提高 Q2 导通的稳定性。一旦 Q2 导通,Q1 也会随之导通。此时,电路将输出一个大于 4V 的稳定电压信号。
   单按键开关电路的设计
  简易设计与实现
  单按键开关电路的设计相对简单,其在于利用电位差的翻转来控制晶体管的通断。当按键按下时,C1 电容开始放电,这一动作会触发 Q2 晶体管的导通。若 SW 引线长度较长,为防干扰,建议在 ICB 6 与 GND 之间增设一小型抗干扰电容。
  经典电路设计
  此电路设计适用于广泛的电压范围,从 4.5V 到 40V,并可处理 19A 的电流。其中的 R5 是一个可选元件,当输入电压低于 20V 时,可以将其短接。R5 的取值应确保与 R1 共同分压,使 MOS 管 V1 的 GS 电压维持在 - 20V 至 - 5V 之间。
  在按钮未按下之前,V2 的 GS 电压为零,导致 V2 截止,同时 V1 的 GS 电压也为零,因此 V1 也处于截止状态。然而,一旦 S1 被按下,V2 将导通并迅速进入饱和状态。这会使 V1 的 GS 电压降至低于 - 4V,从而使得 V1 也进入饱和导通状态,此时 Vout 开始输出,发光管亮起。随后,C1 通过 R2 和 R3 继续充电,将 V1 和 V2 的状态锁定。当再次按下按钮时,由于 V2 已处于饱和导通状态且漏极电压接近 0V,C1 将通过 R3 放电。当放电至约 3V 时,V2 将截止,同时 V1 的栅源电压将高于 - 4V,使得 V1 也截止,从而切断 Vout 的输出,发光管熄灭。
上一篇:MOS 管逻辑电路五种门电路特性
下一篇:LTC4365 如何实现敏感电路过压与反接保护

免责声明: 凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

相关电路图