CN101877582A - 单键开关控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单键开关控制电路，包括轻触开关、延时分压电路、单稳态触发器、双稳态触发器及开关电路，延时分压电路的一端与轻触开关相连，另一端与单稳态触发器的输入端相连，单稳态触发器的输出端与双稳态触发器的输入端相连，双稳态触发器的输出端与开关电路相连，双稳态触发器在每次按下轻触开关时输出高电平或低电平，控制开关电路导通或断开，延时分压电路包括第一分压电阻、第二分压电阻和第一延时电容，轻触开关的一端接电源，所述轻触开关的另一端经串联的第一分压电阻和第二分压电阻接地，第一延时电容与第二分压电阻并联，所述第一分压电阻和第二分压电阻的公共端与单稳态触发器的输入端相连。采用本发明，结构简单，可靠性强，且成本很低。

Description

单键开关控制电路

【技术领域】

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种单键开关控制电路。

【背景技术】

目前，很多电子产品都采用机械开关对电源进行直接开关控制，由于机械开关在接通时会产生很大的瞬间电流，开关弹片的触点容易产生打火，打火容易使触点氧化造成开关接触不良，从而可能导致开关功能失效。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种简单可靠的单键开关控制电路。

一种单键开关控制电路，包括轻触开关、延时分压电路、单稳态触发器、双稳态触发器及开关电路，所述延时分压电路的一端与轻触开关相连，另一端与单稳态触发器的输入端相连，所述单稳态触发器的输出端与双稳态触发器的输入端相连，所述双稳态触发器的输出端与开关电路相连，所述双稳态触发器在每次按下轻触开关时输出高电平或低电平，控制所述开关电路导通或断开，所述延时分压电路包括第一分压电阻、第二分压电阻和第一延时电容，轻触开关的一端接电源，所述轻触开关的另一端经串联的第一分压电阻与第二分压电阻接地，所述第一延时电容与第二分压电阻并联，所述第二分压电阻与第一延时电容的的公共端与单稳态触发器的输入端相连。

优选的，所述单稳态触发器包括第一触发器、复位电路、反向二极管和隔离电容，所述反向二极管的正极与第一触发器的CL端相连，负极与第一触发器的

端相连，所述复位电路包括第三分压电阻和第二延时电容，所述第一触发器的R端经第二延时电容后接地，所述第一触发器的Q端经串联的第三分压电阻和第二延时电容接地。

优选的，所述双稳态触发器包括第二触发器，所述第二触发器的CL端与第一触发器的Q端相连，第二触发器的D端与

端相连，第二触发器的R端及S端接地，Q端与所述开关电路相连。

优选的，所述开关电路包括限流分压电路、与所述限流分压电路相连的MOS管、与MOS管相连的指示灯及限流电阻，所述限流分压电路包括第四分压电阻和第五分压电阻，所述第二触发器的Q端经串联的第四分压电阻和第五分压电阻后接地，所述第四分压电阻和第五分压电阻的公共端与MOS管的栅极相连，所述MOS管的源极接地，所述MOS管的漏极经串联的指示灯和限流电阻与电源相连。

优选的，还包括向所述指示灯供电的电池，所述电池一端与所述开关电路相连，另一端接地。

优选的，所述单稳态触发器中的第一触发器和所述双稳态触发器中的第二触发器都为D触发器。

优选的，所述第一触发器和第二触发器由一个双D触发器构成。

优选的，所述双D触发器为双D触发器CD4013。

此外，还提供了一种简单可靠的手电筒。

一种手电筒，包括以上的单键开关控制电路，以及为所述单键开关控制电路供电的电池。

优选的，所述电池为干电池。

上述单键开关控制电路，通过双D触发器的设计，按下轻触开关后，双稳态触发器输出高电平，在下一次按下轻触开关，双稳态电路输出低电平，从而控制开关电路在单键开关控制下导通或断开，简单可靠。此外，轻触开关价格较底，节省了成本；开关电路中采用MOS管，其功耗小，可靠性高。单键开关电路控制MOS管组成无触点电子开关，不会产生打火、氧化、接触不良等现象，可靠性强，且上述单键开关控制电路结构简单，节省了电路板的空间以及成本。

【附图说明】

图1为本发明中单键开关控制电路的结构图；

图2为一个实施例中单键开关控制电路的原理图；

图3为一个实施例中单键开关控制电路的工作时序图。

【具体实施方式】

如图1所示，一种单键开关控制电路，包括轻触开关1、延时分压电路2、单稳态触发器3、双稳态触发器4和开关电路5，轻触开关1的一端与电源相连，另一端与延时分压电路2的输入端相连，延时分压电路2的输出端与单稳态触发器3的输入端相连，单稳态触发器3的输出端与双稳态触发器4的输入端相连，双稳态触发器4的输出端与开关电路5相连，每次按下轻触开关1时，双稳态触发器4输出高电平或低电平，控制开关电路5导通或断开，从而控制LED灯的点亮或熄灭，实现单键开关机的功能。

如图2所示，在一个实施例中，延时分压电路2包括第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和第一延时电容C1，轻触开关S的一端接电源VCC，另一端经串联的第一分压电阻R1和第二分压电阻R2接地，第一延时电容C1与第二分压电阻R2并联，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的公共端与单稳态触发器3的输入端CL1相连。

单稳态触发器3包括第一触发器U1A、复位电路31、反向二极管D1和隔离电容C3。反向二极管D1的正极与第一触发器U1A的CL1端相连，负极与第一触发器U1A的

端相连。复位电路31包括第三分压电阻R3和第二延时电容C2，第一触发器U1A的R1端经第二延时电容C2后接地，第一触发器U1A的Q1端经串联的第三分压电阻R3和第二延时电容C2接地。

双稳态触发器4包括第二触发器U2B，第二触发器U2B的CL2端与第一触发器U1A的Q1端相连，第二触发器U2B的D2端与

端相连，第二触发器U2B的R2端及S2端接地，Q2端与开关电路5相连。在一个实施例中，第一触发器U1A和第二触发器U2B由一个双D触发器构成，该双D触发器为双D触发器CD4013。

开关电路5包括限流分压电路51、与限流分压电路51相连的MOS管Q1、与MOS管Q1相连的指示灯LED及限流电阻R6，限流分压电路51包括第四分压电阻R4和第五分压电阻R5，第二触发器U1B的Q2端经串联的第四分压电阻R4和第五分压电阻R5后接地，第四分压电阻R4和第五分压电阻R5的公共端与MOS管Q1的栅极连接，MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的漏极经串联的指示灯和限流电阻R6与电源相连。

图2所示的单键开关控制电路可应用于LED手电筒，其还包括与开关电路5相连的电池BT1，电池BT1为干电池。开关电路5导通时，电池BT1给指示灯LED供电，手电筒处于点亮状态，开关电路5断开时，电池BT1停止给指示灯LED供电，手电筒处于熄灭状态。

下面将对本发明提供的单键开关控制电路的工作原理进行详细阐述。

(1)开机原理。单键开关控制电路在上电后轻触开关S按下前，由于轻触开关S处于断开状态，第一触发器U1A的CL1端有一个下拉电阻，CL1端输入为低电平，第一触发器U1A与复位电路31连接的R1端为低电平，S1端接地为常低电平，D1端接电源为常高电平，Q1端输出为低电平，

端则为高电平，由于CL1端与

端之间有反向二极管D1，第一触发器U1A的CL1端则仍为低电平。

当轻触开关S被按下接通时，经过第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和第一延时电容C1的延时分压后，在第一触发器U1A的CL1端有第一个上升沿输入，由于D1端一直为高电平，则Q1端输出为高电平，Q1端的高电平经第三分压电阻R3向第二延时电容C2充电，其充电时间由第三分压电阻R3和第二延时电容C2的取值决定。当第一触发器U1A的R1端达到复位后的高电平时，第一触发器U1A复位，Q1端输出为低电平，这时，Q1端输出了第一个方波。第一触发器U1A的Q1端输出到第二触发器U2B的CL2端。如上所述，CL2端在方波的上升沿到来之前为低电平，Q2端输出为低电平，由于

端与D2端短接，在方波的上升沿到来之前，

端与D2端都为高电平。当CL2端的第一个方波的上升沿输入时，Q2端则输出D2端的电平状态，即Q2端翻转输出为高电平，

端与D2端都为低电平。这样，在Q2端输出了第一个由低到高的高电平，实现了开机功能。

(2)关机原理。与上述开机原理相同，轻触开关S按下前，由于轻触开关S处于断开状态，第一触发器U1A的CL1端有一个下拉电阻，CL1端输入为低电平，第一触发器U1A与复位电路31连接的R1端为低电平，S1端接地为常低电平，D1端接电源为常高电平，第一触发器U1A的Q1端输出为低电平，

端为高电平，由于CL1端与

端之间有反向二极管D1，第一触发器U1A的CL1端则仍为低电平。

当轻触开关S被按下接通时，经过第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和第一延时电容C1的延时分压后，在第一触发器U1A的CL1端有第二个上升沿输入。由于D触发器U1A的D1端一直为高电平，则Q1端输出为高电平，Q1端的高电平经第三分压电阻R3向第二延时电容C2充电，其充电时间由第三分压电阻R3和第二延时电容C2的取值决定。当第一触发器U1A的R1端达到复位后的高电平时，第一触发器U1A复位，Q1端输出为低电平，这时，Q1端输出了第二个方波。由于第一触发器U1A的Q1端输出到第二触发器U2B的CL2端，CL2端在第二个方波的上升沿到来之前为低电平，Q2端此时输出为高电平，由于端与D2端短接，则

端与D2端都为低电平。当CL2端第二个方波的上升沿输入时，Q2端输出D2端的电平状态，即Q2端翻转输出为低电平，

端与D2端为高电平。这样，在Q2端输出了第一个由高到低的低电平，实现了关机功能。

综上所述，如图3所示，每次按下轻触开关S，第一触发器U1A的Q1端则输出一个上升沿，第二触发器U2B的输出端只翻转一次，整个单键开关控制电路则执行一次开或关的动作。

如图2和图3所示，在一个实施例中，单键开关控制电路应用于LED手电筒。开机时按下轻触开关S后，在第一触发器U1A的CL1端输入第一个上升沿，促使Q1端输出高电平，和Q1端连接的第二触发器U2B的CL2端得到第一个上升沿；Q1端的高电平经第三分压电阻R3向第二延时电容C2充电，当第二延时电容C2的电压达到R1端所需的高电平(复位电压)时，Q1端变为低电平。在CL2端的第一个上升沿到来前，第二触发器U2B的Q2端为低电平，CL2端的第一个上升沿到来时，Q2端翻转为高电平，开关电路5中的MOS管Q1为N沟道增强型MOS管，Q2端的高电平则控制MOS管Q1使得指示灯LED形成通路，点亮手电筒的LED。

关机时按下轻触开关S后，第二触发器U2B的CL2端得到第二个上升沿，Q2端翻转为低电平，控制MOS管Q1使得LED断开回路，熄灭手电筒的LED。

上述单键开关控制电路通过双D触发器的设计，按下轻触开关后，双稳态触发器输出高电平，在下一次按下轻触开关，双稳态电路输出低电平，从而控制开关电路在单键开关控制下导通或断开，简单可靠。此外，轻触开关价格较底，节省了成本；开关电路中采用MOS管，其功耗小，可靠性高。单键开关电路控制MOS管组成无触点电子开关，不会产生打火、氧化、接触不良等现象，可靠性强，且上述单键开关控制电路结构简单，节省了电路板的空间以及成本。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种单键开关控制电路，其特征在于，包括轻触开关、延时分压电路、单稳态触发器、双稳态触发器及开关电路，所述延时分压电路的一端与轻触开关相连，另一端与单稳态触发器的输入端相连，所述单稳态触发器的输出端与双稳态触发器的输入端相连，所述双稳态触发器的输出端与开关电路相连，所述双稳态触发器在每次按下轻触开关时输出高电平或低电平，控制所述开关电路导通或断开，所述延时分压电路包括第一分压电阻、第二分压电阻和第一延时电容，轻触开关的一端接电源，所述轻触开关的另一端经串联的第一分压电阻和第二分压电阻接地，所述第一延时电容与第二分压电阻并联，所述第一分压电阻和第二分压电阻的公共端与单稳态触发器的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的单键开关控制电路，其特征在于，所述单稳态触发器包括第一触发器、复位电路、反向二极管和隔离电容，所述反向二极管的正极与第一触发器的CL端相连，负极与第一触发器的

端相连，所述复位电路包括第三分压电阻和第二延时电容，所述第一触发器的R端经第二延时电容后接地，所述第一触发器的Q端经串联的第三分压电阻和第二延时电容接地。

3.根据权利要求2所述的单键开关控制电路，其特征在于，所述双稳态触发器包括第二触发器，所述第二触发器的CL端与第一触发器的Q端相连，第二触发器的D端与

端相连，第二触发器的R端及S端接地，Q端与所述开关电路相连。

4.根据权利要求3所述的单键开关控制电路，其特征在于，所述开关电路包括限流分压电路、与所述限流分压电路相连的MOS管、与MOS管相连的指示灯及限流电阻，所述限流分压电路包括第四分压电阻和第五分压电阻，所述第二触发器的Q端经串联的第四分压电阻和第五分压电阻后接地，所述第四分压电阻与第五分压电阻的公共端与MOS管的栅极连接，所述MOS管的源极接地，所述MOS管的漏极经串联的指示灯和限流电阻与电源相连。

5.根据权利要求4所述的单键开关控制电路，其特征在于，还包括向所述指示灯供电的电池，所述电池一端与所述开关电路相连，另一端接地。

6.根据权利要求3所述的单键开关控制电路，其特征在于，所述单稳态触发器中的第一触发器和所述双稳态触发器中的第二触发器都为D触发器。

7.根据权利要求6所述的单键开关控制电路，其特征在于，所述第一触发器和第二触发器由一个双D触发器构成。

8.根据权利要求7所述的单键开关控制电路，其特征在于，所述双D触发器为双D触发器CD4013。

9.一种手电筒，其特征在于，包括以上如权利要求1至4中任意一项所述的单键开关控制电路，以及为所述单键开关控制电路供电的电池。

10.根据权利要求9所述的手电筒，其特征在于，所述电池为干电池。

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