Некоторое время назад была опубликована моя статья «Нажал - включил, нажал - выключил для 48-вольтовых систем» [1], в которой я ссылался на более раннюю статью Стивена Вудворда «Нажал - включил, нажал - выключил» [2]. Другие опубликованные по этой теме схемы были рассчитаны на напряжение менее 15 В, что является предельным для КМОП-микросхем, в то время как моя схема предназначалась для более высоких постоянных напряжений, обычно 48 В. В этой более ранней статье коммутировалась шина земли, а это означало, что земли входа и выхода различались. Это приемлемо для многих приложений, поскольку напряжение невелико и не требует заземления.
Однако некоторые читатели в разделе комментариев высказывали пожелание получить схему, которая коммутировала бы верхнюю шину, не затрагивая землю. Чтобы удовлетворить этому требованию, я модифицировал схему, как показано на Рисунке 1, где земли входа и выхода остаются общими, а переключение происходит на стороне положительной шины.
 | |
| Рисунок 1. | Напряжение VCC, равное примерно 5 В, должно быть подано на выводы VCC микросхем U1 и U2. Выводы земли микросхем U1 и U2 также должны быть подключены к земле (соединения на схеме не показаны). Коммутация осуществляется в верхнем плече, а земля для входа и выхода является общей. Обратите внимание, что для транзистора Q1 необходим радиатор. |
В этой схеме делитель напряжения R5 и R7 устанавливает на эмиттере транзистора Q2 напряжение VCC, равное примерно 5 В. Это напряжение подается на микросхемы U1 и U2. Его точное значение не важно, поскольку микросхемы могут работать в диапазоне напряжений от 3 до 15 В. Цепь R2 и C2 предназначена для сброса счетчика U1 при включении питания. Элементы R1 и C1 предназначены для устранения дребезга контактов кнопки PB.
При кратковременном нажатии кнопки PB на выходе Q1 счетчика U1 (не путать с обозначением полевого транзистора Q1) установится высокий уровень, насыщающий транзистор Q3. В результате затвор p-канального MOSFET Q1 притягивается к земле. Q1 открывается, и его выходное напряжение становится близким к 48 В.
На сопротивлении канала Q1, равном 0.2 Ом, падает небольшое напряжение, зависящее от тока нагрузки. При повторном нажатии кнопки PB транзистор Q3 выключается, MOSFET Q1 перестает проводить ток, и напряжение на выходе становится равным нулю. В данном случае переключение происходит в верхнем плече, а земля остается общей для входа и выхода.
Если требуется гальваническая развязка (это может быть не всегда так), можно перед входом добавить механический выключатель. В этом случае подключение нагрузки выполняется схемой, управляемой кнопкой PB, а выключатель коммутирует только нулевой ток, поэтому не требуется, чтобы он был большим. Выбирать выключатель нужно из расчета необходимого тока нагрузки. При включении сначала замкните механический выключатель, а затем нажмите кнопку PB для подключения. При выключении сначала нажмите кнопку PB для отключения, а затем разомкните выключатель.