最近,德高望重的Stephen Woodward发布了一个新的设计实例(DI)“复杂的机械开关太贵了?这个改造方法成本低到离谱”,他通过D型触发器和几个分立器件,将便宜的瞬时按钮改造成了经典的按压式开关,本文的设计则在降低成本的方面做了更进一步的尝试,具体可以参照图1。
图1所示的电路仅使用了原本的双D型封装的一半,并且只在原有的元件数量的基础上增加了一个电容。该电路还集成了一个RC上电置位(或复位)电路,以确保通电时开关的初始状态。
图1:U1A通过R1和C2对SW1进行去抖动,因此U1A可以可靠地切换。
开关的初始状态由U1A的Set引脚决定,该引脚会随着C1的初始放电状态导致的电源输入电压上升而变化。然后,电容C1向地充电,会使触发器的Q输出保持为高电平,接着PMOS截止。
或者,也可以将此RC上电设置电路连接到复位引脚,以更改开关的初始上电状态。当关断电源时,器件的ESD钳位二极管可提供电容放电的路径。
可以看到D型触发器的连接方式与我们熟悉的Q-bar和D-输入的方式相同,能够形成双稳态电路,每个时钟的上升沿都会切换输出状态。不过,在本文的这种情况下,R1和C2的组合形成了一个延迟网络,可以防止D-输入的快速变化,从而有效地消除开关抖动,因为状态变化会一直持续到C2充电/放电到Q-bar输出的状态。
(原文刊登于EDN美国版,参考链接:Latching D-type CMOS power switch: A “Flip ON Flop OFF” alternative,由Ricardo Xie编译)