基于LP2951单键开关机电源电路设计

摘要 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。
关键词 LP2951；便携仪器；电池供电；电源芯片

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。

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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，Pin5 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。

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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；VDD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VCC；U3及其外围电路组成为输出电压可调电源电路，输出电压VCC1。

其中，VREF为LP2951内部参考电压1．235 V；IFB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Pin8为高电平，经C4、R7和二极管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。