LP2951单键开关机电源电路设计
电池供电是常电电子设备、智能仪器仪表等产品中常见的供电方式,而单键开关电路是其常用的电源形式,其实现方式多种多样。一般可采用触发器、555集成电路和单片机等可编程器件。这些实现方式会增加整个电路的复杂度,不能达到简洁、实用的效果。文中介绍了一种基于LP2951简易、稳定的单键开关电路。
1 芯片介绍
LP2950/LP2951为小功率稳压器,静态电流小,输入输出压差低,适合电池供电系统,当电池长时间使用电压下降后,静态电流增加很小。LP2950为3脚TO-92封装,LP2951为双列直插塑料封装,如图1所示,LP2951内部结构如图2所示。
图1 LP2950/LP2951封装及引脚
图2 LP2951内部结构图
其中,LP2951具有与电源供电有关的特性如下:
(1)逻辑控制电子开关,低电平有效,而接高电平时关闭电源芯片。
(2)输出电压在1.24~30V内可调。没有调节电路时,默认输出电压为5V。
(3)输出电流最大为100mA.
(4)具有电池电压过低关机功能。正常工作状态时,Pin5ERROR端输出高电平,当外部电源电压低于工作电压时,ERROR端输出低电平。
2 电源电路设计
智能仪器设备,由于有多个功能,常由多个按键实现,现假设有两个主要功能按键,使其拥有开机功能;另设定一键作为关机键。设计电源电路如图3所示。
图3 电源电路硬件电路图
图3中按键S1为关机键,S2、S3为具有开机能力的两个功能键;VDD为电源芯片LP2950直流稳压的输出电压,+5V;VFH为电池电压;U2为具有低压关机电源电路,输出电压VCC;U3及其外围电路组成为输出电压可调电源电路,输出电压VCC1:
其中,VREF为LP2951内部参考电压1.235V;IFB为反馈端电流-20nA。
3 工作原理
3.1 开机工作原理
任意按下功能键S2或S3均可使电源芯片工作。
两者工作原理一样,具体工作过程如下。
在关机状态下,与非门CD74HC132的U1-1A、U2-1A输入端为高电平,对应输出端为低电平。
当按下S2或S3时,根据电容特性,在U1-1A输入端形成低电平,经U1-2B、U1-3C输出端,即Pin8为高电平,经C4、R7和二极管[7]CR1在U2-2B输入端出现高电平,从而U2的6引脚为低电平,使电源芯片LP2951工作,并使其ERROE输出高电平。开机后,为实现功能而再多次按下S2或S3,由于ERROE输出高电平,使U2-2B输入端维持高电平,这样就保证SHUTDOWN端为低电平,保持电源芯片工作。
3.2 关机工作原理
在开机状态下,按下关机键S1,使U2的3端、U1的8端变为"0",使U2的6端为"1",即LP2951的SHUTDOWN为高电平,关闭电源芯片,从而使ERROR端输出低电平;当按键抬起后,U2的3端、U1的8端变为"1",但ERROR端为"0",所以一直处于关机状态。
当外部电池电压过低后,LP2951的ERROR端输出低电平,从而关机。
4 结束语
该电源电路,曾用于线缆探测设备的信号源上,工作效果良好。线缆探测设备的信号源实物如图4所示。从电路结构和原理可以看出,电路具有结构简单、使用方便可靠、具有通用性。
图4 线缆探测设备的信号源实物
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