單按鍵開關機電路圖(一)
本例電路可實現通過按一次按鍵S1實現開機,再按一次S1實現關機的功能。
整個電路的工作過程:
電路中連接器P1是一個電源連接器,電源+從1,2腳輸入,電源地從3,4腳輸入。
電路上電后,P-MOS管Q1的G極和S極都是為高電平,所以Q1處于截止狀態,VCC出沒有電源輸出。同時,電容C2通過電源,電阻R2,電阻R4充電。C2上的電壓會慢慢上升。
當按下開關S1時,電容C2上的電壓加在三極管Q2的基極上,使Q2飽和導通。此時PMOS管Q1的G極被三極管Q2拉低至低電平,使MOS管的GS電壓為負,Q1導通。連接器P1輸入的電源通過MOS管,二極管D2輸出至VCC。同時經過反饋電阻R1,將輸出的電源電壓加至三極管Q2的基極,維持Q2導通。
所以,這個時候即使按鍵S1松開,電路也會保持在開機狀態,這就是自鎖的作用。
電路開機后,電容C2通過二極管D1,三極管Q2完全放電,使C2上的電壓為低電平。為電路關機做準備。
需要關機時,按下開關S1,電容C2上的低電平電壓拉低Q2的基極電壓,使Q2截止。這樣Q1的G極又恢復高電平,MOS管GS間的電壓不再能夠維持Q1的導通,所以Q1也截止,切斷電源通路,電路關機。
注意:
本例電路開機是沒有問題的,但是在關機時,電容C2上的電壓不會是0,它是二極管D1的壓降+三極管Q2的飽和管壓降。所以,如果這個電壓大于0.7V的話,就很難使電路關機。
因此,二極管D1和三極管Q2的選型有一定的要求。
單按鍵開關機電路圖(二)
本例電路可通過開關S1實現開關機。按第一次時開機,第二次關機。
整個電路的工作過程:
我們先看電路初始狀態:
當電路上電,開關S1還未按下時。Q1是截止的,Vout沒有輸出。電容C2上的電壓為低電平。三極管Q2也是截止的。
當開關S1按下時,由于電容C2上的電壓為低電平,所以在S1按下時,將Q1的柵極G電位拉低,使PMOS管Q1導通,Vout有電源輸出。
同時,Vout上的電壓,經分壓電阻R2和R5使三極管Q2飽和導通,進一步的拉低Q1的柵極,使Q1能夠完全導通。電路開機完成。電容C2通過電阻R1充電,為再次按鍵關機做準備。
當需要關機時,按下開關S1,電容C2上的高電平也會拉高Q1柵極高電平,使PMOS管截止,Vout沒有輸出,Q2三極管基極無偏置電壓,也會截止。電容C2通過電阻R1,Vout的負載進行放電,又恢復到初始狀態,為電路開機做準備。
這里電容C3對負載波動起到一定的抗干擾作用。
注意:
本例電路有一個缺陷,所以不能用在實際的產品當中。當我們開機時,若按住S1的時間過久,馬上就會使Q1截止而關機,發生“追尾”。
單按鍵開關機電路圖(三)
本例電路通過3個三極管和一個按鍵實現單鍵開關機功能。
整個電路的工作過程如下:
電路上電,且按鍵S1沒有被按下時,電路的初始狀態如下:
三極管Q1,Q2,Q3都是截止狀態,負載RL上沒有電壓,電容C1,C2,C3上也沒有電壓。
當按鍵S1按下時,電容C3通過電阻R2開始充電,當充電電壓上升到0.7V以上時,三極管Q2飽和導通,使三極管Q1的基極電壓被拉低,PNP三極管Q1也開始導通,負載RL得電,電路開機。
同時,負載電源電壓經二極管D1反饋到三極管Q2,Q3的基極。
二極管D1經電阻R4繼續給電容C3充電,維持Q2的導通,這樣即使按鍵S1松開后,電路還是能保持開機狀態。
二極管D1經電阻R5給電容C2充電,最后使Q3也開始導通,將開關S1的左端拉低為低電平,為電路關機做好準備。
當電路需要關機時,按下開關S1,電容C3通過開關S1,Q3快速的放電,使Q2截止。Q2截止后,Q1的基極電位上升,Q1也會截止,負載斷電。完成關機動作。
電路關機后,電容C2通過Q3的發射結慢慢的放電使Q3截止,恢復到初始狀態,為下一次開機做準備。
電容C1為負載電源的濾波電容。
注意:
電容C2比電容C1的容值大,這樣可以避免誤關機。誤關機的原理大家自己想一下。
單按鍵開關機電路圖(四)
本例電路可實現通過一個開關按鍵和電容來控制電源的開和關。
電路圖講解:
1.上電初始狀態:
電路上電后電容C1上沒有電壓,NMOS管Q2的GS間電壓為0,Q2截止;則PMOS管Q1的GS間電壓也為0,Q1也截止,Vout無電壓輸出。
2.電路開機:
電路開機時,按下開關S1,輸入電源Vin通過電阻R1,R4,S1,R5給電容充電,電容電壓慢慢升高,當電容電壓上升到U1時,NMOS管Q2導通并迅速飽和。
Q2飽和導通后,D點電位可認為是0,這樣Q1的G極電壓也被拉低。當Q1的GS電壓下降到U2時(U2為負電壓),Q1導通并迅速飽和。此時Vout有輸出,發光二極管D1被點亮。
此時,應松開開關S1,輸出電壓Vout通過電阻R2,R5繼續給電容C1充電,形成自鎖回路,使Q1,Q2保持導通狀態。開機完成。
3.電路關機:
當電路需要關機時,按下開關S1,電容C1通過電阻R5,開關S1,MOS管Q2的DS放電,當放電至電容C1的電壓低于MOS管的開啟電壓時,Q2開始退出飽和并慢慢截止。Q1的GS電壓慢慢升高,也退出飽和進入截止狀態,Vout無輸出。電容C1通過R5,R2繼續對負載放電,指指電容C1兩端電壓為0。返回到電路的初始狀態。則開機完成。
注意:
1.電路圖講解中,U1,U2的電壓可通過查找電路圖中兩個MOS管的數據手冊獲取,并分析一下電路中的參數設置是否滿足要求。
2.本例開機電路,S1開關不能舊按,在開機或者關機完成后必須松開,否則會“追尾”。
單按鍵開關機電路圖(五)
本例電路與上例開關機電路功能一樣,通過按鍵S1和電容C1可控制電路電源的開和關。但是本例電路久按開關S1不會發生“追尾”現象,這是它的優點。
電路圖講解:
1.上電初始狀態:
電路上電后,輸入電源Vin經電阻R1,R3對電容C1快速充電至電源電壓。MOS管 Q1,Q2截止,Vout無輸出。
2.開機狀態:
當電路需要開機時,按下開關S1,電容C1上的電壓加至NMOS管的G極,使Q2迅速飽和導通,Q1柵極電位被拉低至接近0V,Q1也迅速導通并飽和,Vout有電壓輸出。
此時,Vout經電阻R2,加至NMOS管Q2的柵極,維持Q2的導通,形成自鎖回路。此時若S1沒有松開,則Vout還會對電容C1充電,不會影響電路的開機狀態。
若S1松開,則電容C1通過電阻R3,Q2的DS進行放電至接近0V,為電路關機做準備。
3.關機狀態:
電路需要關機時,再次按下開關S1,NMOS管Q2的柵極電位由于電容C1的作用,被拉低至低電平,Q2截止。
Q2截止后,PMOS管的柵極電位上升到高電平,Q1截止,Vout無輸出。此時,應松開開關S1,電容C1又經電阻R1,R3開始慢慢充電至接近輸入電源電壓。恢復至上電初始狀態。
注意:
1.本例電路中對電阻參數的要求沒有上例電路要求高。而且在開機時,開關S1久按不影響電路的開機;但是關機時,久按開關S1則容易導致電路重新開機,至于為什么可以自己思考。
2.另外,若Vout端接有一個濾波電容,會不會影響電路開機和關機?
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