Кнопочный выключатель питания для батарейной аппаратуры


В большинстве бытовой аппаратуры с батарейным питанием, в частности, в портативных радиоприемниках, чаще всего применяются обычные механические выключатели питания. Такое решение конструктивно проще, но весьма непрактично и ненадежно.

Механический выключатель в отличие от кнопки, имеет механизм фиксации либо нажатого состояния, либо имеет сдвижную конструкцию. И то и другое обычно выполнено самым простым способом, и часто выходит из строя. Кнопка же, даже самая простая и дешевая, в силу своей конструкции, значительно более надежна выключателя.

Принципиальная схема

Здесь приводится описание простой схемы квазисенсорного выключателя для портативной аппаратуры, построенного на основе кнопки и D-триггера микросхемы К561ТМ2. Этот выключатель может работать с аппаратурой с напряжением питания от 2,4 до 15V.

При этом потребляемый аппаратом ток должен быть не более 0.5А Впрочем, это не обязательно, потому что выходной ток можно существенно увеличить, заменив выходной транзистор более мощным.

Кнопка S1 подключена так, что при её нажатии напряжение на входе «С» триггера поднимается до логической единицы. Для того чтобы при каждом нажатии кнопки состояние триггера изменялось на противоположное, его инверсный выход соединен с входом «D». Ведь при нажатии S1 триггер будет устанавливаться в то состояние, которое есть в данный момент на его входе «D».

Принципиальная схема выключателя питания для батарейной аппаратуры

Рис. 1. Принципиальная схема выключателя питания для батарейной аппаратуры.

Для того чтобы триггер не давал сбоев от дребезга контактов кнопки, его работа замедлена при помощи цепи R3-C2, которая задерживает изменение логического уровня на входе «D» триггера.

Эта задержка не дает триггеру слишком быстро переключаться, и все импульсы от дребезга кнопки только подтверждают его установившееся состояние.

Для того чтобы выключатель переходил в выключенное состояние при подключении батареи питания, например, после её замены, в схеме есть цепь C1-R2, которая в момент подключения батареи формирует импульс, который поступает на вход «R» триггера, и переключает его принудительно в состояние логического нуля на прямом выходе триггера.

При этом, транзистор VТ1 закрыт, и питание на нагрузку, в данном случае, на схему портативного радиоприемника, не поступает.

Когда схема находится в состоянии «выключено», на выводе 1 D1 ноль, а на выводе 2 - единица. Следовательно, и на выводе 5 единица. Теперь, если нажать кнопку S1, на входе «С» триггера будет создан этой кнопкой импульс, который установит триггер в состояние, имеющееся на входе «D». То есть, в единицу.

И на выводе 1 установится единица, которая через буферный резистор R4 поступит на затвор полевого транзистора VТ1 и он откроется, и подаст питание на радиоприемник.

При работе кнопки S1 будут иметь место хаотические импульсы от дребезга её контактов, так что одно нажатие -отпускание на самом деле сформирует не один импульс, а один длинный импульс массу коротких хаотических импульсов.

При непосредственном соединении входа «Ь» с инверсным выходом триггера, на каждый из этих хаотических импульсов триггер бы реагировал изменением своего состояния, и в результате оказался бы фактически в случайном состоянии.

Но цепь R3-C2 не дает слишком быстро изменяться напряжению на входе «D», и поэтому, триггер оказывается именно в том состоянии, которое требуется.

Параметры RC-цепей могут существенно отличаться от указанных на схеме. Полевой транзистор КП505 можно заменить другим, например, КП501, КП504, или зарубежным аналогом.

Детали и налаживание

Было сделано два таких устройства, одно использовалось в качестве выключателя питания радиоприемника с источником питания напряжением ЗV, второе для питания мультиметра от батареи наряжением 9V.

Эксперименты показали, что схема сохраняет работоспособность при снижении напряжения батареи до 2V и даже ниже. Это позволяет её успешно использовать в качестве выключателя питания радиоприемника, питающегося от 3-вольтовой батареи из двух химических элементов.

Также, схема может работать и при другом напряжении батареи или входном напряжении, до 15V включительно. Это позволит использовать данную схему и для управления чем-то в автомобиле, при этом, вполне возможно использовать электромагнитное реле, подключив его между стоком VТ1 и плюсом источника питания, при этом не забыть включить параллельно обмотке реле диод в обратном направлении.

Схема выключателя была собрана объемным способом на выводах микросхемы D1. Затем закреплена в корпусе приемника при помощи небольшого кусочка двухсторонней скотч-ленты. Конечно, не исключается и монтаж на печатной плате.

Горчук Н. В. РК-10-2019.

Литература: 1. А. Пахомов - Квазисенсорные выключатели питания, Радио-01-2004.


1 406 Электронные переключатели
выключатель нагрузки электронный выключатель питание квазисенсорный переключатель
Оставить комментарий:

cashback