4 种一键开关机电路原理方案的专业对比分析
出处:网络整理 发布于:2026-06-03 16:28:22 | 91 次阅读
方案二:基于单片机的一键开关机电路该电路的工作流程如下:A、Key 按下瞬间,Q2、Q1 导通,7805 输入电压在 8.9V 左右,7805 工作,输出 5V 电压给单片机供电。B、单片机工作后,将最先进行 IO 口初始化,IO1 设为输入状态,启用内部上拉;IO2 设为输出状态,输出高电平。这时 Q2、Q3 导通,LED1 发光,7805 能够正常工作,单片机进入工作状态。C、当 Key 再次按下时,检测 IO1 电平为低,单片机可以通过使 IO2 输出低电平,Q2、Q3 不导通,此时 7805 输入电压几乎为 0,单片机不工作,系统关闭。
方案三:双稳态电路一键开关机方案Q1、Q2 组成双稳态电路。由于 C1 的作用,上电的时候 Q1 先导通,Q2 截止,如果没按下按键,电路将维持这个状态。Q3 为 P 沟道增强型 MOS 管,因为 Q2 截止,Q3 也截止,系统得不到电源。此时 Q1 的集电极为低电平 0.3V 左右,C1 上的电压也为 0.3V 左右,当按下按键 S1 后,Q1 基极被 C1 拉到 0.3V,迅速截止。Q2 开始导通,电路的状态发生翻转,Q2 导通以后将 Q3 的门极拉到低电位,Q3 导通,电源通过 Q3 给系统供电。Q2 导通后,C1 通过 R1、R4 充电,电压上升到 1V 左右,此时再次按下按键,C1 的电压加到 Q1 基极,Q1 导通,Q1 集电极为低电平,通过 R3 强迫 Q2 截止,Q3 也截止,系统关机。如果要求这个电路的静态功耗低,可以全部采用 MOS 管,成本要高点,但其原理都是一样的双稳态电路。
方案四:单键实现单片机开关机及 CD4013 构建电路单键实现单片机开关机的控制流程为:按下按键,Q1 导通,单片机通电复位,进入工作;检测 K - IN 是否低电平,若否不处理,若是单片机输出 K - OUT 为高电平,Q2 导通,相当于按键长按,LED 指示灯亮;放开按键,K - IN 经过上拉电阻,为高电平,单片机可以正常工作;在工作期间,按键按下,K - IN 为低电平,单片机检测到长按 1 秒,K - OUT 输出低电平,Q2 截止,LED 指示灯熄灭,放开按键,Q1 截止,单片机断电。通过软件处理,可以实现短按开机,长按关机。单片机用 PIC16F84A,通过简单的程序演示,证实此电路的可行性。此电路若用到开关电源控制,控制光耦,可以做到完全关断电原,实现零功耗待机,有些打印机上就是用这种电路。另外,用 CD4013 构建的电路,关断时已经把后面电路切断了,而 4013 本身的电源不需关闭,COMS 电路静态工作电流极少,1uA 以下,可以忽略不计。用 4013 的电路对电源范围适用较广,3~18V 都没问题,电路唯一需调整的就是根据电源电压和负载电流适当更改 R1 的值。开关管也可以用 MOSFET,效果更佳。
此外,还有继电器方式、PMOS 方式、与非门加继电器方式和双稳态电路等一键开关机方案。继电器方式中,ON 按下之前,电容 C1 充电电压到达 5V,三极管 Q1 工作,Q2 不工作,继电器也不工作,没有输出;ON 按下,Q2 开始工作,继电器工作,RL1 线路切换,Power OUT 输出电压,系统电源启动,启动后 A 输出高电平,D3 灯常亮,A 点电压高来维持 Q1、Q2 工作保证继电器一直工作状态;OFF 按下时,Q1 不工作,Q2 不工作,C1 放电,继电器断开,树莓派强制断电;当 Soft OFF 按下,由于 A 一直输出高,所以 B 口检测到电平变化是由低变高,告诉系统要执行关机操作,系统关机后 A 输出低,Q1,Q2 所需要的工作电平有 C1 来提供,等 C1 放电结束后,Q1,Q2 不工作,继电器断开,系统断电。PMOS 方式中,K1 按下之前,Q1 断开,电源没有输出;K1 按下,B 点电压拉低,Q1 导通,Power_out 有电压输出,后面的系统来控制 POWER_ON/PFF 输出高电平,Q2 导通,则 B 点为低,Q1 一直导通工作;POWER_CHECK 检测到电平一直是高电平,说明 Q1 一直是导通的,电源开关正常工作;当再次按下 K1 时,POWER_CHCK 为低,系统检测到电平的变化后,只需将 POWER_ON/OFF 输出为低,则 Q2 关断;松开 K1 后,B 点电压为高,Q1 关断,系统断电。与非门加继电器方式中,由于 4 管脚处接的是上拉电阻,所以 4 出为高电平;假设 5 处为低,则 6 输出高,Q1 不工作,A、B 断开,1、2 管脚为高,则 3 为低一直保持 5 脚为低;K1 按下,则 5 脚变成高,6 脚位低,Q1 工作,AB 导通,1、2 管脚为低,则 3 为高一直保持 5 脚位高,保证继电器一直工作;K1 再次按下时,5 脚变成低电平,6 脚为高,Q1 不工作,1、2 脚为高,3 脚为低;其中的 R5、C2 构成了按键的 RC 延时电路,时间为 1/RC。双稳态电路中,Q2,Q3 组成双稳态电路。由于 C1 的作用,上电时给 C1 充电,所以 Q2 的基级(D 点)会率先变成高,Q2 先导通,Q3 截止,Q1 不导通,VCC_OUT 输出 0V;Q2 导通此时集电级(C 点)的电压为低电平大概 0.3V 左右,C1 上的电压也为 0.3V 左右;当按下 K1 后,Q2 的基级(D 点)电压被 C1 拉到 0.3V,Q2 迅速截止,Q3 开始导通,电路的状态反生翻转,Q3 导通后 Q1 的门级(B 点)拉到低电位,Q1 导通,VCC_OUT 输出 5V;Q3 导通后,C1 通过 R1,R3 充电,电压上升到 1V(0.3v + 0.7v)左右即 F 点电压;此时再次按下 K1,C1 的电压加到 Q2 的基级(D 点),Q2 导通,Q2 的集电级(C 点)为低电平 0.3V 左右,通过 R4 强迫 Q3 截止,Q1 也截止,系统关机。
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