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一鍵開關機電路原理分析

硬件筆記本 ? 來源:硬件筆記本 ? 2023-08-26 15:48 ? 次閱讀

買了一個元器件測試儀(又叫晶體管測試儀),型號GM328A:

4c6e7b12-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.jpg

使用9V電池供電

4ca2901e-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.jpg

電路板的背面:

4cc838fa-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.jpg

該元器件測試儀上用到一個“一鍵開關機電路”(又叫“單按鍵開關機電路”),簡單實用,可以做到關機功耗為0,這是原理圖:

4d000e7e-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

原理圖和實物的對應關系:

4d290716-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.jpg

注:原理圖中的MCU主控芯片U1,只畫出了和“一鍵開關機電路”相關的部分,其他不相關的部分沒有畫,比如U1的晶振電路就沒有畫。 后面來分析這個電路。 一、元器件測試儀的功能介紹 了解這個元器件測試儀的功能,可以幫助我們理解“一鍵開關機電路”在它上面的應用。下面用幾個例子簡單演示它的功能。 1、測量三極管。三極管的引腳及參數非常直觀:

4d5340d0-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

2、測量晶閘管。這里是單向晶閘管MCR100-6:

4d7e7eda-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

3、測量二極管。這里的具體型號為1N4007,屏幕中非常直觀地顯示出正向壓降Uf、結電容C、反向電流Ir:

4d9d10b6-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

4、測量電容。這里是在測量CBB電容:

4dc6dea0-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

包括且不限于以上的功能,小幾十塊錢就可以包郵到家,還是蠻不錯的。 這個產品只用一個按鍵就實現了: 1、開機。在關機狀態(tài)下,短按一下按鍵就開機:

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2、切換菜單。在開機狀態(tài)下,短按一下按鍵則切換菜單:

4e4827ee-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.gif

3、關機。在開機狀態(tài)下,切換到“Switch Off”菜單后,長按按鍵則關機:

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二、“一鍵開關機電路”的電路原理 1、開機過程。 ①、在關機狀態(tài)下,電路各點的電壓如下:(均為實測值)

4ee3e102-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

此時電池電壓Vbat = 9.04V,三極管Q1、Q2、Q3都是不導通的,整機功耗為0。 ②、在關機狀態(tài)下,按下按鍵SW1時,產生了以下回路:

4f164534-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

③、此時三極管Q1的Vbe = 7.73V - 8.53V = -0.80V,所以三極管Q1飽和導通,穩(wěn)壓芯片U6將電池電壓穩(wěn)壓到4.99V,輸出給主控芯片U1:

4f31b3fa-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

④、主控芯片U1上電后,GPIO-Out引腳馬上輸出高電平,打開三極管Q2:

4f505f3a-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

⑤、三極管Q2打開后飽和導通,此時按鍵SW1可以松開,完成上電開機的全過程:

4f878d20-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

2、關機過程。 ①、在開機狀態(tài)下,松開按鍵時,主控芯片的GPIO-In引腳為高電平4.83V:

4fae2002-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

②、按下按鍵時:

4fca0f7e-43c0-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

③、因為三極管Q3飽和導通,主控芯片U1的GPIO-In被拉到低電平0V:

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④、主控芯片U1檢測到按鍵被按下,GPIO-Out引腳輸出低電平0V:

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⑤、當按鍵SW1松開后,系統(tǒng)斷電關機,完成關機的全過程:

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至此,一鍵開關機的電路原理分析完畢。 可以看到在關機狀態(tài)下,所有負載都斷開了,電池不對外供電,所以關機功耗為0,或者說幾乎為0。 說是“幾乎”,是因為三極管可能存在漏電流,其實可以忽略不計。

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原文標題:一鍵開關機電路原理分析

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