简 介本文通过LT Spice仿真分析了一个有趣的电子开关电路探讨了长期按住开关SW对负载状态的影响。实验结果表明无论开关持续导通时间长短0.5秒至5秒电路都能保持正常切换功能。文中详细分析了Q1、Q2三极管和电容C1在不同开关状态下的电压变化解释了电路维持稳态的机制。最终得出结论持续按压开关不会影响电子开关的切换功能这推翻了作者最初的假设。文章通过仿真验证了该电子开关电路的可靠性。关键词电子开关有趣的电子开关电路持续按动按钮对电子开关影响01【电子开关电路】一、背景介绍这是昨天我们分析了一个有趣的电子开关电路 其中有一个开关SW。 按动SW可以使得后面负载的电源打开。 如果再次按动SW 后面的负载电压关闭。 那么问题来了如果长期按下SW 那最终负载的电源是开还是关 还是不停的来回切换呢二、仿真结果这是在LT Spice中搭建了这个电路的仿真电路 其中的元器件阻值与前面电路中是一样的只是三极管的型号。 修改成2N3904和2N3906 使用了LTspice中开关器件SW模拟机械开关 它通过控制电压来控制开关的连通和断开。 当输入电压超过一伏时 开关闭合小于一伏时开关打开。 我们设置一个脉冲电压源 周期改变它的高低电平 进而可以控制开关的闭合和打开 来模拟手动按动开关的过程 下面我们通过实验来测试一下 当高电平T超过多少时 它的输出电压就会与它的切换功能相不符合 这样我们就可以得到这个持续打开的时间的最长时间应该是多少 下面我们通过实验来看一下这个过程。这是我们在lt splice中仿生的结果。 其中仿真电压曲线绿线是脉冲信号源的电压 它为高电平时控制SW开关闭合。现在设置的是高电平时间为0.5秒 整个的周期是一秒钟 也就是开关持续导通时间是0.5秒。 红色线是三极管Q一 集电极电压它的状态其实也反映了。 最后负载的电压状态。 它为高电平时负载的电压为导通 它为低电平时负载电压为截止。 蓝色线实际上是电容C1上的电压 它随着开关按动以及后面双稳态电路的状态不同 从而产生充电和放电。 根据现在放的结果我们可以看到 如果我们按动开关的时间在0.5秒的时候 实际上整个电路的开关依然是有效的。在这里我们将脉冲的宽度增加到两秒 电路中的开关持续导通两秒 可以看到对应的电路依然保持正常的开关翻转。 把开关的周期时间改为5秒钟电路依然工作正常。 由此也说明持续按动开关 实际上对后面电路的切换并没有影响 这点和我想象的不太一样。 下面我们仔细看一下 在持续按动开关的时候 电路的电压变化为什么持续按着开关 电路整个它本身状态并不会发生改变 我们先假设此时按动开关 Q1它导通他的集电极电压应该为低电平 通过电路中的R5会对C1进行放电的。 但是我们可以看到电路中C1上的电压仍然为0.645伏 它维持着Q1的导通。 虽然Q1的集电极是低电位 因此上维持它的基极持续导通的电流应该来自于电路中的反馈电阻R4 它是把Q2的集电极的高电位引入了Q1的基极 使它继续维持导通 当我们的开关断开C1上的电压就通过R5 再通过Q1进行放电 我们可以看到这个电压很快降低到0伏左右我们再次按了开关对应的绿色高电平为两伏 此时放电的C1电压基本上为0伏 作用在Q1的基极上 使得Q1的截止它对应的集电极电压上升。 这个上升的电压使得Q2导通 由于Q2的基极它直接连在Q1的集电极。 所以他也把Q1的集电极的电压钳位到0.753伏 这是Q2的基极导通电压。 很有趣的是这个Q1的集电极的电压 应该通过R5给C1进行充电 但是我们可以看到连接C1还有一个回路 对它进行放电这就是R4。 它连接在Q2的集电极接地 因为现在Q2是导通的 它实际上也给通过开关给C1放电。 因此最终在C1上的稳态电压应该是对应的R5和R4的分压 这个电压大概是0.594伏 不足以使得Q1进行导通 所以Q1仍然维持在截止状态。 我在一开始误认为这个电压应该使得Q1能够工作在放大状态。 现在看来这一点我想错了。 维持在截止状态的Q1 仍然保持着它的集电极为高电位。 当我们的开关断开时 这时候由于开关断开 C1上的充电电压就只有R5充电所作用 就没有R4进行分压了。 最后充得的电压达到了它的集电极电压0.753伏。※总结 ※本文通过仿真测试了这样一个简单的电子开关电路 特别是对于按钮长期按动 实际上并不会影响电子开关的它的功能。■ 相关文献链接:有趣的电子开关电路