На Рисунке 1 показан пример схемы включения-выключения, обычно используемой в устройствах с батарейным питанием. P-канальный MOSFET Q1 служит в качестве выключателя питания. При нажатии кнопки включения S1 напряжение на затворе Q1 становится низким. Транзистор Q1 открывается и подает напряжение на DC/DC преобразователь. В зависимости от напряжения батареи в устройстве DC/DC преобразователь может либо повышать напряжение, либо понижать. В любом случае он подает напряжение на вход питания микроконтроллера VCC.
 |
|
| Рисунок 1. | Эта схема включения-выключения эффективна, но ее недостатком является неоднозначность включения. |
Микроконтроллер (МК) выполняет программную последовательность действий при включении питания и настраивает один из своих входов/выходов общего назначения на вывод, устанавливая на нем логическую единицу. Эта операция, в свою очередь, вызывает насыщение n-p-n транзистора Q2, который «подтверждает» состояние включения питания. Позже, когда микроконтроллер решает выключить себя, он просто устанавливает на своем выводе общего назначения логический ноль, и транзистор Q1 возвращается в выключенное состояние. Схема проста и надежна, но имеет существенный недостаток. Чтобы на выходе DC/DC преобразователя установилось стабильное напряжение, обычно требуется доля секунды. Затем подается импульс сброса микроконтроллера, который обычно длится от 50 до 200 мс. После сброса микроконтроллер должен выполнить ряд вспомогательных стартовых процедур, прежде чем у него появится возможность установить на своем выходе логическую единицу. В некоторых портативных системах эта задержка может быть неудобной для пользователя, поскольку если не нажимать кнопку включения достаточно долго, система не включится. Схема на Рисунке 2 устраняет эту неопределенность.
 |
|
| Рисунок 2. | Двухтранзисторная защелка обеспечивает положительное напряжение включения при нажатии кнопки. |
Схема содержит простую двухтранзисторную защелку, которую кнопка включения переводит во включенное состояние. Как и на Рисунке 1, p-канальный MOSFET Q1 служит в качестве выключателя питания. При нажатии кнопки включения S1 n-p-n транзистор Q4 насыщается за счет базового тока, ограниченного резистором R5. Коллекторный ток Q4, протекая через резистор R1 и переход база-эмиттер p-n-p транзистора Q3, насыщает Q3. Q3 перенаправляет часть тока в эмиттерно-базовый переход транзистора Q4 и завершает процесс защелкивания. Теперь транзисторы Q3 и Q4 находятся в состоянии насыщения, и напряжение на затворе MOSFET Q1 является функцией падения напряжения на переходе база-эмиттер Q3 и напряжения насыщения Q4. Это напряжение составляет примерно 0.9 В. Микроконтроллеру не нужно подтверждать включенное состояние защелки. Когда микроконтроллер включается и завершает выполнение подготовительных процедур, он программирует вход/выход на вывод логического нуля.
Позже, когда микроконтроллер решает выключить себя, он устанавливает на своем выводе общего назначения логическую единицу и останавливается. Транзистор Q2 выключает Q4, возвращая защелку в исходное выключенное состояние. Резистор R4 снижает эквивалентное входное сопротивление транзистора Q3. Эта функция повышает устойчивость к электромагнитным помехам и электростатическим разрядам, а также предотвращает самопроизвольное включение схемы в присутствии сильных электромагнитных полей. Конденсатор C1 в сочетании с резистором R5 защищает транзисторы Q4 и Q2 от прямого попадания электростатического разряда через кнопку. В некоторых портативных устройствах используются схемы блокировки от пониженного напряжения. В этих схемах обычно применяется компаратор напряжения со встроенным источником опорного напряжения. Если напряжение батареи падает ниже порогового значения, выход компаратора (обычно с открытым стоком) переключается на низкий уровень. Если в портативной системе используется подобная схема, можно подключить выход компаратора с открытым стоком параллельно транзистору Q2, чтобы предотвратить включение защелки при слишком низком напряжении батареи.
