一键开关机电路及原理分析
在产品电路设计中,常常需要使用到一键开关机电路,该电路原理顾名思义就是仅使用一个按键来实现电路的开机或关机过程,这种电路在便携式电池供电设备、家用电器等产品中比较常见,下面我们就来介绍一种常见的一键开关机电路及其工作原理。
1.基本电路图
一键开关机电路电路如下图所示,其中SW1表示按键开关,J1表示电源输入插件,Power_In节点表示要输入的电源,如电池的正极等,Power_Out节点表示经一键开关机电路控制后的电源输出,VCC表示Power_Out经后级电源电路转换生成的内部电压(如3.3V、5V等),GNDREF表示系统电路地。
PowerControl、PowerCheck为两个引出来的控制节点,连接单片机等控制芯片进行电路的控制。
2.原理分析
2.1. 未开机状态分析
系统未开机时,SW1按键断开,输入电源Power_IN电压经R4后作用到MOS管Q2的栅极,即Q2栅极、源极等电位,因为Q2为PMOS,所以Q2截止。
Q2截止导致Power_Out节点不带电压,系统内部电源
VCC不工作,所以PowerControl无有效输出,所以NPN三极管Q1基极被R2下拉钳位到GND,因此Q1截止,维持系统为关机状态。
2.2. 开机过程分析
开机时,按键SW1被按下,输入电源Power_In经R4、R2导通到GND,由于D2为二极管,其导通压降很低,所以MOS管Q2的栅极电压被拉低,Q2导通,系统上电;
系统上电开机后,经后面的电源转换电路,VCC正常,系统正式启动,连接单片机的PowerControl引脚可由程序控制持续输出高电平以维持三极管Q1导通,进而保证MOS管Q2持续导通,系统开始启动,此时即使松开SW1,系统也能维持上电状态。
2.3. 关机过程分析
关机前,PowerCheck点电压为VCC,当需要关机时,SW1被按下,PowerCheck点电压被拉低,因此按键过程会产生一个高低电平的跳变边沿,单片机即可通过检测这个边沿变化以及PowerCheck低电平持续时间来判断关机,内部程序便可提前进行必要的关机处理。
程序关机处理操作完成后,单片机控制PowerControl输出低电平,松开SW1后,三极管Q1关断,实现关机操作。
2.4. 按键检测
该电路按键处理就可以用来控制一键开关机外,还可以进行多次按键等功能的拓展,即通过检测按键的次数、时间等实现不同的程序功能。
3.电路BOM及选型要求。