LP2951單鍵開關(guān)機(jī)電源電路設(shè)計(jì)

電池供電是常電電子設(shè)備、智能儀器儀表等產(chǎn)品中常見的供電方式，而單鍵開關(guān)電路是其常用的電源形式，其實(shí)現(xiàn)方式多種多樣。一般可采用觸發(fā)器、555集成電路和單片機(jī)等可編程器件。這些實(shí)現(xiàn)方式會(huì)增加整個(gè)電路的復(fù)雜度，不能達(dá)到簡潔、實(shí)用的效果。文中介紹了一種基于LP2951簡易、穩(wěn)定的單鍵開關(guān)電路。

1 芯片介紹

LP2950/LP2951為小功率穩(wěn)壓器，靜態(tài)電流小，輸入輸出壓差低，適合電池供電系統(tǒng)，當(dāng)電池長時(shí)間使用電壓下降后，靜態(tài)電流增加很小。LP2950為3腳TO-92封裝，LP2951為雙列直插塑料封裝，如圖1所示，LP2951內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 LP2950/LP2951封裝及引腳

圖2 LP2951內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

其中，LP2951具有與電源供電有關(guān)的特性如下：

（1）邏輯控制電子開關(guān)，低電平有效，而接高電平時(shí)關(guān)閉電源芯片。

（2）輸出電壓在1.24~30V內(nèi)可調(diào)。沒有調(diào)節(jié)電路時(shí)，默認(rèn)輸出電壓為5V。

（3）輸出電流最大為100mA.

（4）具有電池電壓過低關(guān)機(jī)功能。正常工作狀態(tài)時(shí)，Pin5ERROR端輸出高電平，當(dāng)外部電源電壓低于工作電壓時(shí)，ERROR端輸出低電平。

2 電源電路設(shè)計(jì)

智能儀器設(shè)備，由于有多個(gè)功能，常由多個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)假設(shè)有兩個(gè)主要功能按鍵，使其擁有開機(jī)功能；另設(shè)定一鍵作為關(guān)機(jī)鍵。設(shè)計(jì)電源電路如圖3所示。

圖3 電源電路硬件電路圖

圖3中按鍵S1為關(guān)機(jī)鍵，S2、S3為具有開機(jī)能力的兩個(gè)功能鍵；VDD為電源芯片LP2950直流穩(wěn)壓的輸出電壓，+5V;VFH為電池電壓；U2為具有低壓關(guān)機(jī)電源電路，輸出電壓VCC；U3及其外圍電路組成為輸出電壓可調(diào)電源電路，輸出電壓VCC1：

其中，VREF為LP2951內(nèi)部參考電壓1.235V;IFB為反饋端電流-20nA。

3 工作原理

3.1 開機(jī)工作原理

任意按下功能鍵S2或S3均可使電源芯片工作。

兩者工作原理一樣，具體工作過程如下。

在關(guān)機(jī)狀態(tài)下，與非門CD74HC132的U1-1A、U2-1A輸入端為高電平，對(duì)應(yīng)輸出端為低電平。

當(dāng)按下S2或S3時(shí)，根據(jù)電容特性，在U1-1A輸入端形成低電平，經(jīng)U1-2B、U1-3C輸出端，即Pin8為高電平，經(jīng)C4、R7和二極管[7]CR1在U2-2B輸入端出現(xiàn)高電平，從而U2的6引腳為低電平，使電源芯片LP2951工作，并使其ERROE輸出高電平。開機(jī)后，為實(shí)現(xiàn)功能而再多次按下S2或S3,由于ERROE輸出高電平，使U2-2B輸入端維持高電平，這樣就保證SHUTDOWN端為低電平，保持電源芯片工作。

3.2 關(guān)機(jī)工作原理

在開機(jī)狀態(tài)下，按下關(guān)機(jī)鍵S1,使U2的3端、U1的8端變?yōu)?,使U2的6端為1,即LP2951的SHUTDOWN為高電平，關(guān)閉電源芯片，從而使ERROR端輸出低電平；當(dāng)按鍵抬起后，U2的3端、U1的8端變?yōu)?,但ERROR端為0,所以一直處于關(guān)機(jī)狀態(tài)。

當(dāng)外部電池電壓過低后，LP2951的ERROR端輸出低電平，從而關(guān)機(jī)。

4 結(jié)束語

該電源電路，曾用于線纜探測設(shè)備的信號(hào)源上，工作效果良好。線纜探測設(shè)備的信號(hào)源實(shí)物如圖4所示。從電路結(jié)構(gòu)和原理可以看出，電路具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便可靠、具有通用性。

圖4 線纜探測設(shè)備的信號(hào)源實(shí)物