閉鎖電源開關(guān)采用瞬時(shí)動作按鈕
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2024-12-27 16:06:41 | 306 次閱讀
特別是印刷電路板安裝式和薄膜式按鈕開關(guān),都具有瞬時(shí)動作。閂鎖類型通常較大且相對昂貴,并且它們通常無法提供您想要使用的樣式。因此,如果您需要一個(gè)小型、廉價(jià)的開關(guān)來將電源鎖定到負(fù)載,那么您可能會遇到問題。圖 1中的電路顯示了如何使用簡單的瞬時(shí)動作 SPNO(單極,常開)按鈕開關(guān)來鎖定負(fù)載電源。該電路僅需要少量常見的普通元件,可在較寬的電壓范圍內(nèi)工作,非常適合單電池應(yīng)用,因?yàn)樗梢栽诘椭?1V 或更低的電壓下工作。晶體管 Q 2和 Q 3形成類似 SCR 的結(jié)構(gòu),用作簡單的鎖存器,Q 4將電源切換到負(fù)載,S 1是瞬時(shí)按鈕開關(guān)。
當(dāng)您第一次施加電源電壓 V S時(shí),所有四個(gè)晶體管都關(guān)閉,電容器 C 1通過 R 1和 R 2充電,直到其電壓 V C1等于 V S。該電路現(xiàn)在處于關(guān)閉或解鎖狀態(tài),并且負(fù)載電壓 V L為 0V。然而,按鈕開關(guān)的瞬時(shí)閉合會導(dǎo)致 C 1將其電荷轉(zhuǎn)儲到 Q 3的基極,Q 3 傳導(dǎo)并為 Q 2和 Q 4提供偏置,這兩個(gè)器件都導(dǎo)通。 Q 2現(xiàn)在通過 R 5為 Q 3提供基極偏置,并通過 R 3為 Q 1提供基極偏置。電路現(xiàn)在處于導(dǎo)通或鎖存狀態(tài),并且即使 S 1斷開也保持這種狀態(tài)?,F(xiàn)在負(fù)載已通電,V L大致等于V S。晶體管Q 1現(xiàn)在飽和,導(dǎo)致C 1通過R 2放電,使得V C1下降到幾十毫伏(Q 1的集電極-發(fā)射極飽和電壓)。按鈕開關(guān)的另一個(gè)瞬時(shí)閉合將這個(gè)低電壓耦合到 Q 3的基極,將其關(guān)閉。結(jié)果,所有四個(gè)晶體管都關(guān)閉,電路恢復(fù)到關(guān)閉或解鎖狀態(tài)。負(fù)載現(xiàn)已斷電,V L降至 0V。由于 Q 1現(xiàn)在關(guān)閉,C 1開始通過 R 1和 R 2再次充電,使得 S 1的另一次瞬時(shí)閉合再次鎖定電路。
定時(shí)電容器C 1與R 1和R 2一起作用,為按鈕開關(guān)提供去抖,使得接觸彈跳對期望的鎖存功能沒有影響。如果沒有 RC 時(shí)間延遲,每次按下按鈕開關(guān)時(shí)電路都會“顫抖”地打開和關(guān)閉,并最終處于不確定狀態(tài)。盡管圖 1 顯示的值為 1 ?F,但其他值可能更適合特定應(yīng)用,因此請準(zhǔn)備好進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。所有電阻值都不是特別關(guān)鍵,圖 1 中所示的值對于大約 1 至 1.5V 的電源電壓(換句話說,單個(gè)電池)來說是相當(dāng)理想的。在較高電壓下,電阻值應(yīng)按比例增加,但應(yīng)分別將 R 2和 R 4保持在大約 470 和 1 kΩ 恒定。保持R 2 -C 1時(shí)間常數(shù)固定在幾百毫秒可確保電容器放電所需的時(shí)間不會過長;否則,一旦電路被鎖存,在解鎖之前可能會出現(xiàn)不可接受的延遲。電阻R 4將從C 1流入Q 3基極的電流限制在安全水平;它的值應(yīng)該相當(dāng)小,以確保當(dāng)開關(guān)閉合時(shí), R 5和R 6不會使Q 3基極上出現(xiàn)的電壓失真。
您應(yīng)該根據(jù)您使用的電源電壓調(diào)整電阻器 R 1的大小。對于給定的 R 2值,R 1決定了電路解鎖后V C1立即上升到 V S所需的時(shí)間。換句話說,R 1的值決定了“準(zhǔn)備”電路以使其準(zhǔn)備好再次鎖存所需的時(shí)間。如果R 1太大,則不可能在電路解鎖后立即將其鎖定。另一方面,如果R 1太小,則當(dāng)電路被鎖存時(shí),可能會對V S施加不可接受的電流消耗。此外,對于V S的特定值,R 1應(yīng)足夠大,以確保電路解鎖后V C1不會上升太快,否則可能會在開關(guān)打開之前再次打開鎖存器。您可能需要進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)來確定 R 1的最佳值,但當(dāng) C 1 =1 ?F 且 R 2 =470 kΩ 時(shí),測試電路表現(xiàn)良好,在VS = 1V 和大約 4.7 時(shí),測試電路的值約為 470 至 680 kΩ MΩ,VS = 10V。
晶體管Q 1至Q 3可以是任何具有良好電流增益(中到高正向電流增益)的小信號類型。電源開關(guān) Q 4應(yīng)具有較低的 V CE(SAT),以確保在電路鎖存時(shí)將大部分電源電壓傳送至負(fù)載。您應(yīng)該選擇電阻器 R 9為 Q 4提供充足的基極驅(qū)動;該值主要取決于V S、負(fù)載電流以及Q 4的飽和電流增益。該電路提供了一種從瞬時(shí)按鈕獲得鎖存功能的廉價(jià)方法,并且與機(jī)械鎖存開關(guān)一樣,靜態(tài)(未鎖存)電流消耗為零。
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