一个离散的自动关机定时器,具有优良的特性

文章作者:帕特里克·范·托雷

该电路采用正反馈,使断电过渡更陡峭。

多年来,各种各样的断电电路已经出版。然而,本文提出的电路非常简单,具有优良的特性。它的特点是快速的电源关闭过渡,只有8 mV的电压降在电源和亚µa泄漏电流在电源关闭。

重要的是,许多这种类型的电路产生一个相当下垂的电源关闭过渡,这是不希望的。这里提出的电路能够以极低的电压降进行近半小时的导电,然后在几分之一秒内突然完全关闭。

图1中的电路采用正反馈,使断电过渡更加陡峭。它还采用了另一个技巧,使关闭状态下的泄漏电流非常小。该电路包括一个LED作为开关行为的演示器,可以很容易地在试验板上进行测试。

图1自动关机定时器电路框图。

工作原理如下:我们开始电容器放电,因此两个mosfet关闭。没有直流路径,电池的电流基本上是零。

现在我们通过S1按钮将计时器置于on状态。充电电流受9V块内阻的限制。电容C1几乎立即充电到电池电压。MOS Q1开关接通,电压降非常低。重要的是,C2也通过Q2排放;对其作用作了进一步的说明。

释放开关启动下电定时器。渐渐地,C1通过R2放电,一段时间后MOS Q1在漏极和源极之间的压降逐渐增大,导致晶体管T1开始导电,通过R1和之前放电的C2获得基极电流。这大大加快了C1的放电过程,迅速导致MOS Q1的电压降更大。因此,一个正反馈循环开始起作用,导致更快地过渡到关闭状态。

断电时间可以近似为1.5×R2×C1。按照建议的组件值,这等于1500秒,或25分钟。

图2显示了在负载范围上测量的关闭行为。注意,除了在25分钟的工作时间的最后几秒有一点下降外,在工作状态下的电压损失是微不足道的。一旦反馈回路开始发挥作用,立即关闭动作就会发生。

图2用示波器测量负载上的断电电路的断电行为。

由于使用了C2和Q2,在断电时极低的电流是可能的。系统在没有它们的情况下也会工作,但随后会有一个大约8µa的断电泄漏电流,这是由通过1 MΩ电阻R1的电流引起的。而C2串联时,一旦电容器充电,电流就会停止。

因此,反馈回路仅在停机过程中激活,且不允许在停机后进一步传导电流。当按下通电按钮时,Q2对C2放电至关重要,从而允许新的循环。如果需要,可在Q1和接地之间添加断电按钮开关,最好为1KΩ 串联电阻器以保护该开关。

这篇文章最初发表于经济日报

帕特里克·范·托雷(Patrick Van Torre)是比利时根特根特大学imec IDLab的教授。

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