五款单按键开关机电路图分享

EDN电子技术设计今天

单按键开关机电路图（一）

本例电路可实现通过按一次按键S1实现开机，再按一次S1实现关机的功能。

整个电路的工作过程：

电路中连接器P1是一个电源连接器，电源+从1，2脚输入，电源地从3，4脚输入。

电路上电后，P-MOS管Q1的G极和S极都是为高电平，所以Q1处于截止状态，VCC出没有电源输出。同时，电容C2通过电源，电阻R2，电阻R4充电。C2上的电压会慢慢上升。

当按下开关S1时，电容C2上的电压加在三极管Q2的基极上，使Q2饱和导通。此时PMOS管Q1的G极被三极管Q2拉低至低电平，使MOS管的GS电压为负，Q1导通。连接器P1输入的电源通过MOS管，二极管D2输出至VCC。同时经过反馈电阻R1，将输出的电源电压加至三极管Q2的基极，维持Q2导通。

所以，这个时候即使按键S1松开，电路也会保持在开机状态，这就是自锁的作用。

电路开机后，电容C2通过二极管D1，三极管Q2完全放电，使C2上的电压为低电平。为电路关机做准备。

需要关机时，按下开关S1，电容C2上的低电平电压拉低Q2的基极电压，使Q2截止。这样Q1的G极又恢复高电平，MOS管GS间的电压不再能够维持Q1的导通，所以Q1也截止，切断电源通路，电路关机。

注意：

本例电路开机是没有问题的，但是在关机时，电容C2上的电压不会是0，它是二极管D1的压降+三极管Q2的饱和管压降。所以，如果这个电压大于0.7V的话，就很难使电路关机。

因此，二极管D1和三极管Q2的选型有一定的要求。

单按键开关机电路图（二）

本例电路可通过开关S1实现开关机。按第一次时开机，第二次关机。

整个电路的工作过程：

我们先看电路初始状态：

当电路上电，开关S1还未按下时。Q1是截止的，Vout没有输出。电容C2上的电压为低电平。三极管Q2也是截止的。

当开关S1按下时，由于电容C2上的电压为低电平，所以在S1按下时，将Q1的栅极G电位拉低，使PMOS管Q1导通，Vout有电源输出。

同时，Vout上的电压，经分压电阻R2和R5使三极管Q2饱和导通，进一步的拉低Q1的栅极，使Q1能够完全导通。电路开机完成。电容C2通过电阻R1充电，为再次按键关机做准备。

当需要关机时，按下开关S1，电容C2上的高电平也会拉高Q1栅极高电平，使PMOS管截止，Vout没有输出，Q2三极管基极无偏置电压，也会截止。电容C2通过电阻R1，Vout的负载进行放电，又恢复到初始状态，为电路开机做准备。

这里电容C3对负载波动起到一定的抗干扰作用。

注意：

本例电路有一个缺陷，所以不能用在实际的产品当中。当我们开机时，若按住S1的时间过久，马上就会使Q1截止而关机，发生“追尾”。

单按键开关机电路图（三）

本例电路通过3个三极管和一个按键实现单键开关机功能。

整个电路的工作过程如下：

电路上电，且按键S1没有被按下时，电路的初始状态如下：

三极管Q1，Q2，Q3都是截止状态，负载RL上没有电压，电容C1，C2，C3上也没有电压。

当按键S1按下时，电容C3通过电阻R2开始充电，当充电电压上升到0.7V以上时，三极管Q2饱和导通，使三极管Q1的基极电压被拉低，PNP三极管Q1也开始导通，负载RL得电，电路开机。

同时，负载电源电压经二极管D1反馈到三极管Q2，Q3的基极。

二极管D1经电阻R4继续给电容C3充电，维持Q2的导通，这样即使按键S1松开后，电路还是能保持开机状态。

二极管D1经电阻R5给电容C2充电，最后使Q3也开始导通，将开关S1的左端拉低为低电平，为电路关机做好准备。

当电路需要关机时，按下开关S1，电容C3通过开关S1，Q3快速的放电，使Q2截止。Q2截止后，Q1的基极电位上升，Q1也会截止，负载断电。完成关机动作。

电路关机后，电容C2通过Q3的发射结慢慢的放电使Q3截止，恢复到初始状态，为下一次开机做准备。

电容C1为负载电源的滤波电容。

注意：

电容C2比电容C1的容值大，这样可以避免误关机。误关机的原理大家自己想一下。

单按键开关机电路图（四）

本例电路可实现通过一个开关按键和电容来控制电源的开和关。

电路图讲解：

1.上电初始状态：

电路上电后电容C1上没有电压，NMOS管Q2的GS间电压为0，Q2截止；则PMOS管Q1的GS间电压也为0，Q1也截止，Vout无电压输出。

2.电路开机：

电路开机时，按下开关S1，输入电源Vin通过电阻R1，R4，S1，R5给电容充电，电容电压慢慢升高，当电容电压上升到U1时，NMOS管Q2导通并迅速饱和。

Q2饱和导通后，D点电位可认为是0，这样Q1的G极电压也被拉低。当Q1的GS电压下降到U2时（U2为负电压），Q1导通并迅速饱和。此时Vout有输出，发光二极管D1被点亮。

此时，应松开开关S1，输出电压Vout通过电阻R2，R5继续给电容C1充电，形成自锁回路，使Q1，Q2保持导通状态。开机完成。

3.电路关机：

当电路需要关机时，按下开关S1，电容C1通过电阻R5，开关S1，MOS管Q2的DS放电，当放电至电容C1的电压低于MOS管的开启电压时，Q2开始退出饱和并慢慢截止。Q1的GS电压慢慢升高，也退出饱和进入截止状态，Vout无输出。电容C1通过R5，R2继续对负载放电，指指电容C1两端电压为0。返回到电路的初始状态。则开机完成。

注意：

1.电路图讲解中，U1，U2的电压可通过查找电路图中两个MOS管的数据手册获取，并分析一下电路中的参数设置是否满足要求。

2.本例开机电路，S1开关不能旧按，在开机或者关机完成后必须松开，否则会“追尾”。

单按键开关机电路图（五）

本例电路与上例开关机电路功能一样，通过按键S1和电容C1可控制电路电源的开和关。但是本例电路久按开关S1不会发生“追尾”现象，这是它的优点。

电路图讲解：

1.上电初始状态：

电路上电后，输入电源Vin经电阻R1，R3对电容C1快速充电至电源电压。MOS管Q1，Q2截止，Vout无输出。

2.开机状态：

当电路需要开机时，按下开关S1，电容C1上的电压加至NMOS管的G极，使Q2迅速饱和导通，Q1栅极电位被拉低至接近0V，Q1也迅速导通并饱和，Vout有电压输出。

此时，Vout经电阻R2，加至NMOS管Q2的栅极，维持Q2的导通，形成自锁回路。此时若S1没有松开，则Vout还会对电容C1充电，不会影响电路的开机状态。

若S1松开，则电容C1通过电阻R3，Q2的DS进行放电至接近0V，为电路关机做准备。

3.关机状态：

电路需要关机时，再次按下开关S1，NMOS管Q2的栅极电位由于电容C1的作用，被拉低至低电平，Q2截止。

Q2截止后，PMOS管的栅极电位上升到高电平，Q1截止，Vout无输出。此时，应松开开关S1，电容C1又经电阻R1，R3开始慢慢充电至接近输入电源电压。恢复至上电初始状态。

仅供原理性学习，电路实际应用中需要自行调节参数。

-END-

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