摘要電池供電是便攜式智能儀器常見的供電方式，文中設(shè)計(jì)了一種基于LP2951 具有單鍵開關(guān)機(jī)功能的電源電路。介紹了電源芯片、電路結(jié)構(gòu)、開關(guān)機(jī)工作原理，通過實(shí)驗(yàn)表明，該電源電路具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便可靠的特點(diǎn)，具有通用性。

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

（ 3） 輸出電流最大為100 mA.

（ 4） 具有電池電壓過低關(guān)機(jī)功能。正常工作狀態(tài)時(shí)，Pin 5 ERROR 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； V_DD為電源芯片LP2950 直流穩(wěn)壓的輸出電壓，+ 5 V; VFH為電池電壓； U₂為具有低壓關(guān)機(jī)電源電路，輸出電壓V_CC; 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V_CC1：

其中，V_REF為LP2951 內(nèi)部參考電壓1. 235 V; I_FB為反饋端電流- 20 nA。

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Pin 8 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)?0",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)?1",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(cè)設(shè)備的信號(hào)源上，工作效果良好。線纜探測(cè)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(cè)設(shè)備的信號(hào)源實(shí)物

[1].LP2951 datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/LP2951+_792731.html.
[2].LP2950 datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/LP2950+_453966.html.
[3].VCC1datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/VCC1_1595878.html.
[4].CD74HC132datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/CD74HC132_1117322.html.