基于LP2951单键开关机电源电路设计

　　电池供电是便携式智能仪器常见的供电方式，文中设计了一种基于LP2951 具有单键开关机功能的电源电路。介绍了电源芯片、电路结构、开关机工作原理，通过实验表明，该电源电路具有结构简单、使用方便可靠的特点，具有通用性。

　　电池供电是常电电子设备、智能仪器仪表等产品中常见的供电方式，而单键开关电路是其常用的电源形式，其实现方式多种多样。一般可采用触发器、555 集成电路和单片机等可编程器件。这些实现方式会增加整个电路的复杂度，不能达到简洁、实用的效果。文中介绍了一种基于LP2951 简易、稳定的单键开关电路。

　　1 芯片介绍

　　LP2950 /LP2951 为小功率稳压器，静态电流小，输入输出压差低，适合电池供电系统，当电池长时间使用电压下降后，静态电流增加很小。LP2950 为3 脚TO - 92封装，LP2951 为双列直插塑料封装，如图1 所示，LP2951 内部结构如图2 所示。

图1 LP2950 /LP2951 封装及引脚

图2 LP2951 内部结构图

　　其中，LP2951 具有与电源供电有关的特性如下：

　　（ 1） 逻辑控制电子开关，低电平有效，而接高电平时关闭电源芯片。

　　（ 2） 输出电压在1. 24 ~ 30 V 内可调。没有调节电路时，默认输出电压为5 V。

　　（ 3） 输出电流最大为100 mA.

　　（ 4） 具有电池电压过低关机功能。正常工作状态时，Pin 5 ERROR 端输出高电平，当外部电源电压低于工作电压时，ERROR 端输出低电平。
 

　　2 电源电路设计

　　智能仪器设备，由于有多个功能，常由多个按键实现，现假设有两个主要功能按键，使其拥有开机功能； 另设定一键作为关机键。设计电源电路如图3所示。

图3 电源电路硬件电路图

　　图3 中按键S₁为关机键，S₂、S₃为具有开机能力的两个功能键； V_DD为电源芯片LP2950 直流稳压的输出电压，+ 5 V; VFH为电池电压； U₂为具有低压关机电源电路，输出电压V_CC; U3及其外围电路组成为输出电压可调电源电路，输出电压V_CC1：

　　其中，V_REF为LP2951 内部参考电压1. 235 V; I_FB为反馈端电流- 20 nA。

　　3 工作原理

　　3. 1 开机工作原理

　　任意按下功能键S2或S3均可使电源芯片工作。

　　两者工作原理一样，具体工作过程如下。

　　在关机状态下，与非门CD74HC132的U1 -1A、U2 - 1A 输入端为高电平，对应输出端为低电平。

　　当按下S2或S3时，根据电容特性，在U1 - 1A 输入端形成低电平，经U1 - 2B、U1 - 3C 输出端，即Pin 8 为高电平，经C4、R7和二极管[7]CR1 在U2 - 2B 输入端出现高电平，从而U2的6 引脚为低电平，使电源芯片LP2951 工作，并使其ERROE 输出高电平。开机后，为实现功能而再多次按下S2或S3,由于ERROE 输出高电平，使U2 - 2B 输入端维持高电平，这样就保证SHUTDOWN 端为低电平，保持电源芯片工作。

　　3. 2 关机工作原理

　　在开机状态下，按下关机键S1,使U2的3 端、U1的8 端变为"0",使U2的6 端为"1",即LP2951 的SHUTDOWN 为高电平，关闭电源芯片，从而使ERROR端输出低电平； 当按键抬起后，U2的3 端、U1的8 端变为"1",但ERROR 端为"0",所以一直处于关机状态。

　　当外部电池电压过低后，LP2951 的ERROR 端输出低电平，从而关机。

　　4 结束语

　　该电源电路，曾用于线缆探测设备的信号源上，工作效果良好。线缆探测设备的信号源实物如图4 所示。从电路结构和原理可以看出，电路具有结构简单、使用方便可靠、具有通用性。

图4 线缆探测设备的信号源实物

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