按下去再按上来,这种开关有哪些门道?

科技   2024-11-22 15:29   中国香港  

假设您需要在一个由电池供电但不需要显卡的设备上添加一个电源开关,也许它还得能防水,因此需要使用海绵密封。或者您可以使用一个海绵密封的现代按钮,而不是拨动/摇动杆/滑动器件,中世纪可能便宜可靠,但看起来像是上个世纪的东西。

锁存双稳态器件

本设计实例(DI)展示了如何将基本的瞬时触发或触发开关切换为锁存双开关器件。如图1所示。

图1:两个晶体管组成一个电源开关锁存器,可以通过短按按钮设置(开机),通过长按按钮复位(关机)。

Q1和Q2交叉连接就会形成一个锁存器,Q1是实际的电源开关,由Q2控制。最初,二者都处于关闭状态。短按Sw1,通过C1将脉冲注入Q2的感应器,将其打开,这样也打开Q1向下游电路和Q2供电,将两个晶体管锁存为开启状态。

按住按钮约一插座,C2通过R4充电直至,Q3开始导通,从而将驱动器短路至Q2的感应器并断开反馈回路,这样Q1和Q2都会关闭。打开开关后,C2通过D1和R5放电关闭,为下一个周期做好准备。关闭时,电路仅消耗漏电流。

有些组件会标记为TBD,因为虽然整个电路可以在3至20V的任一电压下工作(如果Q1的额定值合适,则更高),但个别组件或功能可能无法工作。典型值为:

R2R4
3伏0R1万
6 伏0R33万
12伏1万68万
20 伏3万1M0

R2确保Q1的感应源极电压触发完全导通,而不会导致其感应保护阻导通。R4使“保持关闭”时间接近一秒。需要注意的点还有Q1本身,IRLML6402的©极源极额定值为20V,在我们的条件下导通电阻为50-100mΩ,阻抗源极击穿电压为12V。只需要1.2V即可完全开启,此时就可以轻松地处理两个安培的电流。

Q2和Q3不是,但合适的逻辑电平器件可能比ZVN3306更好。如果在电路中断时按下Sw1,C1仍然会向Q2的感应提供一个尖峰短暂,触发其驱动至电源电压这应该是由Q2的输入保护二极管钳位,但如果您不相信这一点,请在C1底部安装一个外接电源,将其连接到输入插座。这些相同的保护二极管也可能在高电源电压下导通,当前受R3限制。

如果开关按钮由于某种原因被卡住,电路将保持关闭状态,但R5仍会吸收一些电流。

自动关闭

从目前的情况来看,所有这些都很好地适用于从无负载到两个安培的负载,以及负载电容至少达到 100μF 的情况。但在最后一次单击按钮后添加一些东西可能会自动关闭电源有用,图2显示了如何实现这一点。

图2:添加振荡器/粒子可以在适当的延迟后自动关闭电路。

将CD4060B振荡器/数量添加到组合中。它由供电输出,在电路开启时振荡频率约为13.7Hz(至少我的样品是这样的)。大约10分钟后,其计数达到8192,Q14升高,通过D2为C2充电来打开Q3,关闭Q2和Q1。再按一下Sw1即可复位,重新启动计时周期。

CD4060B是3至18V的组件,这就是图2电路的电压额定值较低的原因。(数据表中声称20V是可以承受的,但我在实验时在19V时就损失了一个。小心!解释一下)为什么要添加R8,是为了避免任何尖峰复位引脚,而这就是所发生的情况情况。)因为负载电容需要时序的LED阵列电路重新启动,所以现在它不应该大于10μF,至少在轻负载下这样。我找到了一种简单的(意味着便宜而可靠的)方法在关机时这是排水,甚至在关闭时用撬棍将其撬开:我以为这应该很容易,但事实并非如此。

使用很多计数器和逻辑来一切控制固然不错,但除非使用微控制器来处理,否则会更加复杂。这种方法需要的硬件要少,而且有机会实现额外的、有趣的编码功能——但不是作弊吗?



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