图1给出了一个更为简单的“按开/按关”功能的电路,仅需要使用几个廉价的元件。在该设计中,按下按钮(PB)一次时,输出将连接到设备的输入。再次按下时,输出断开。
对于直流电路来说,这是一个比笨重的ON/OFF开关更具吸引力的替代方案。该电路的原理也相当简单,U1是一个计数器。
图1:用于直流电压的触发器开关电路,连接到PB的输出端。如果MOSFET Q1配备足够的散热器,输出电流最高可达50A。
在通电过程中,R2/C2将计数器复位为零。当短按PB一次,会产生一个脉冲,该脉冲由施密特触发器反相器U2(A和C)整形,并由计数器U1计数。因此,U1的LSB(Q1)输出变为高电平,使MOSFET Q1导通,此时,输出获得输入直流电压。
当再次短按PB时,另一个脉冲被生成并由U1计数。因此,其LSB(Q1)输出变为低电平,MOSFET Q1停止导通,输出与输入断开。此动作持续进行,每次按下PB时,输出都会开启和关闭。
特别提示:请勿将C2直接置于CMOS输入端。如果电路已通电,然后Vdd突然断开(例如将Vdd短接到Vss,或在Vdd上连接其他高电流负载时断电),将会出现电流尖峰,从C2通过CMOS输入钳位二极管流向Vdd,然后通过短路或负载到GND。这可能会损坏CMOS栅极输入。最简单的解决方法是在C2/R2节点和40106的引脚3之间放置一个约10K的电阻,在正常工作时,40106的高阻抗会导致电流很小,因此10K电阻的影响可忽略不计。但当Vdd突然崩溃时,10K电阻会将流过保护二极管的峰值电流限制在约1mA,这仅为二极管最大安全电流的10%。
如果电路Vdd上没有其他负载,断开电源后,C2将持续为CMOS部分供电一段时间,如果在此期间重新上电,C2将无法正确复位电路。在R2两端(负极连接到Vdd)连接一个二极管,并在Vdd和Vss之间连接一个1K电阻,以便快速为C2放电。
(原文刊登于EDN美国版,参考链接:Another simple flip ON flop OFF circuit,由Ricardo Xie编译)