德州儀器TPS3420 按鈕控制器方案介紹

作者：Michael Hartshorne

很多現(xiàn)代便攜式設(shè)備發(fā)貨時(shí)都必須安裝電池，以便客戶無(wú)需電池安裝或充電便可立即開(kāi)啟設(shè)備。如果連接至電池的組件有過(guò)量電流“泄漏”，那設(shè)備到客戶手中時(shí)可能就沒(méi)電了。所有組件都有漏電流情況，盡管 IC 組件是主要元兇，但電容器、電路板臟污和濕度也具有不可預(yù)測(cè)的漏電等級(jí)。

解決這個(gè)問(wèn)題并非小事。將負(fù)載從電池完全斷開(kāi)時(shí)可獲得最長(zhǎng)閑置時(shí)間，但任何上電檢測(cè)電路都需要連接電池才能工作。此外，PCB 面積在很多電池供電應(yīng)用中也非常重要，很難為單個(gè)鎖存開(kāi)關(guān)電路調(diào)整空間。

一種簡(jiǎn)單直接的方法是使用簡(jiǎn)單的 P 型 MOSFET （PMOS） 和 N 型 MOSFET （NMOS） 鎖存器斷開(kāi)電池。

然而，這個(gè)看似簡(jiǎn)單的電路可導(dǎo)致不可靠的性能。開(kāi)關(guān)上的任何干擾都將打開(kāi)鎖存器。此外，如果輸出電壓跳至正極，或者 PMOS 的 CGS 和 NMOS 的 CDS 創(chuàng)建的電容分壓器將 PMOS 器件開(kāi)啟，插入電池時(shí)鎖存器可能會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟。當(dāng)然，這個(gè)問(wèn)題可通過(guò)添加一些其它電阻器及電容器解決，但會(huì)迅速增加這種基本功能的設(shè)計(jì)尺寸和復(fù)雜性。

下面給出了一種更好的設(shè)計(jì)方案，其可通過(guò) 7.5 秒的開(kāi)關(guān)觸壓來(lái)啟動(dòng)負(fù)載，以避免基本鎖存器的干擾，從而可使用德州儀器 （TI） TPS3420 按鈕控制器來(lái)打開(kāi)開(kāi)關(guān)。

TPS3420 是一款超低 Iq 按鈕控制器。它有兩個(gè)按鈕輸入，本解決方案只使用一個(gè)。在按動(dòng)按鈕時(shí)（可使用系統(tǒng)中任何已有的按鈕），可將雙肖特基二極管的一半連接至接地，隨后其可將 TPS3420 的 PB1 輸入拉低。在 PB1 輸入被拉低 7.5 秒后，TPS3420 的開(kāi)漏輸出引腳 RST 將在 PMOS 開(kāi)關(guān)的柵極上拉低，將負(fù)載連接至電池。雙肖特基二極管的另一半將提供鎖存機(jī)制，以便在 RST 引腳變低時(shí)，PB1 引腳也保持為低，從而可在電池完全放電或移除之前，讓 RST 引腳保持為低。本解決方案將微小型 CSD23381（1 毫米 x 0.6 毫米）PMOSFET 作為電池與負(fù)載之間的斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。

在系統(tǒng)關(guān)閉、總流耗不足 1μA 的情況下，該解決方案可將電池閑置時(shí)間延長(zhǎng)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，從而可避免客戶發(fā)現(xiàn)其新買的設(shè)備需要充電、讓他們感到失望的風(fēng)險(xiǎn)。