【MicroCap】单键开关（互补双稳态）仿真

huayuliang · 发表于 2012-7-13 23:39:17

本帖最后由 huayuliang 于 2012-7-14 00:06 编辑

看到某人的电路，感觉很是浪费，于是用互补双稳态仿真了下。
原本也不想弄了的，想起MC中仿真这个还不太方便，想了个办法：

电路：

瞬态分析：

MicroCap仿真文件：

没太计算元件参数，可能会影响关断时的耗电。。。

yeutay · 发表于 2012-7-14 00:05:49

容性负载是否适用?

huayuliang · 发表于 2012-7-14 00:08:22

yeutay 发表于 2012-7-14 00:05
容性负载是否适用?

没考虑，估计得改参数···

huayuliang · 发表于 2012-7-14 00:20:17

多谢！！

如果负载电容大于10u，需要增大C1的值，最好是使用10uF的电容作为C1的值。
10u以下的负载电容，可以直接用100n。

yeutay · 发表于 2012-7-14 00:40:23

我一向支持您发表仿真例子并由衷感謝,上星期也才安裝MC10還不会用。在论坛里不会去刁难別人的作品这点在此声明。話說如本例此类仿真能成功,但实作时失敗在按鍵有厳重的弹跳現象。

huayuliang · 发表于 2012-7-14 00:56:33

yeutay 发表于 2012-7-14 00:40
我一向支持您发表仿真例子并由衷感謝,上星期也才安裝MC10還不会用。在论坛里不会去刁难別人的作品这点在此 ...

你说得对，总得实做去验证。不然的话，仿真和实际的东西就脱节了，没意义了。。

关于弹跳，这个也没考虑，

。明天俺做个 user source 再仿真下。

上个回复的截图，加入电容（懒得弄ESR了，干脆严重些算了），很惨···：

增大C1：

俺咋感觉有点别的味道？？？你说的都是很实在的东西，都是俺疏漏的，怎么会是···
话说论坛里的人俺能记得的虽说不多，不过时间长了，能记得的人啥秉性俺都能了解些···

smeshlink · 发表于 2012-7-14 13:17:23

我按图搭了一个楼主的电路，貌似行不通

huayuliang · 发表于 2012-7-14 13:40:32

huayuliang 发表于 2012-7-14 00:56
你说得对，总得实做去验证。不然的话，仿真和实际的东西就脱节了，没意义了。。

关于弹跳，这个也没考虑 ...

简单电路，原理也很简单，不过得分两种情况考虑：
1、假定没有负载并联的电容C2。
      上电初始时，开关断开。由于输出（O点）电压为0，电源通过C1、R3到O点，对C1充电。直到C1两端电压上升到电源电压。
      开关按下时，C1、R2构成并联，开始放电。但由于C1两端电压不能突变，Q1的集电极电压近似为0，MOSFET得到足够的VGS，导通。O点输出近似电源电压，使Q1饱和。而此时的C1因为很低的Q1集电极电压又被充电到接近电源电压。
      释放开关，Q1集电极仍为接近地的电压。能够继续维持Q2的导通。。而C1因为O点电压和电源电压近似，放电到近似0V。
   ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
   再次按下开关时，由于C1两端电压很低（近似0V），与R2的并联使Q1集电极电压接近于电源电压（这个过程中C1通过Q1的CE开始充电），导致Q2的VGS过低（指绝对值），Q2关闭。从而使Q1截止，Q1集电极电压变成电源电压，维持Q2的关闭状态。
   释放开关，电源对C1通过R3至O点充电。。。。

2、实际应用中的电路是有负载电容的。

基本过程与上面的近似，如果负载并联的电容较大，会导致关闭动作出问题，原因是Q1没能截止。要经过由C2、RL确定的时间····

文字描述真累。。。不如自己去看波形了。。。

huayuliang · 发表于 2012-7-14 13:54:42

smeshlink 发表于 2012-7-14 13:17
我按图搭了一个楼主的电路，貌似行不通

一会儿俺搭一个。。。吃饭去···

flotox@yeah.net · 发表于 2012-7-14 14:18:10

花生，求一个microcap和谐版，发到我ID号的邮箱，谢谢了~

huayuliang · 发表于 2012-7-14 16:07:16

flotox@yeah.net 发表于 2012-7-14 14:18
花生，求一个microcap和谐版，发到我ID号的邮箱，谢谢了~

已发。。。

不太喜欢现在论坛的分卷上传。。原来的又不能下载，真头疼···

huayuliang · 发表于 2012-7-14 16:08:05

smeshlink 发表于 2012-7-14 13:17
我按图搭了一个楼主的电路，貌似行不通

俺搭了个电路，工作正常。

smeshlink · 发表于 2012-7-14 16:22:01

本帖最后由 smeshlink 于 2012-7-14 16:28 编辑

q1用9013，q2是p沟mosfet，c1用100nf可以？

huayuliang · 发表于 2012-7-14 16:32:06

进一步考虑了下：
1、按钮的机械弹跳问题，从原理上分析，是不必担心的。俺没存储示波器，没法捕捉。
假定是在按下开关使Q2导通时发生弹跳，Q1的集电极电压也会在弹跳同时发生变化，但因为只要能使Q2导通，输出又存在电容，不会出现开关瞬间输出抖动的问题。
2、R4是不必要的，取消吧。
3、负载大小与负载电容的问题，这是影响电路是否能正常工作的关键，不过原本就应该在设计中为所用的负载选择合适的电容，过大的电容也没意义。
比较头疼的是某些负载在达到一定电压才会呈现较低的阻抗，必要的话可以并联个电阻。

huayuliang · 发表于 2012-7-14 16:38:27

本帖最后由 huayuliang 于 2012-7-14 17:06 编辑

smeshlink 发表于 2012-7-14 16:22
q1用9013，q2是p沟mosfet，c1用100nf可以？

c1 的值要看负载的电容，或者说负载的放电时间。

比如这个LED灯的开关，输出不需要电容，那么C1取100n就可以。由于负载为LED。C1的充放电又是个问题（前面说过），于是改了下电路，加入个电阻R4（原R4取消）。

实做已证明···

smeshlink · 发表于 2012-7-14 17:05:52

本帖最后由 smeshlink 于 2012-7-14 17:35 编辑

huayuliang 发表于 2012-7-14 16:38
c1 的值要看负载的电容，或者说负载的放电时间。

花生，我的电路在一块板子上正常，另一块不正常，是不是可以理解不同板子负载电容不一样。
我的负载是v-bat-supply会接ldo然后进单片机系统，那负载的算是容性还是属于电阻那种？c31 多少合适？换了10uf的也不行。是要负载并电阻吗？
还是把我的电路传上来吧，麻烦看看有什么补救的方法。谢谢了~~
正常的板子上，上电c31会有1.5v的电压。v-bat是3.7v，p管是通的。
不正常的板子上电c31没有充电。开关按下状态不变。

huayuliang · 发表于 2012-7-14 18:34:19

smeshlink 发表于 2012-7-14 17:05
花生，我的电路在一块板子上正常，另一块不正常，是不是可以理解不同板子负载电容不一样。
我的负载是v-b ...

这种电路最容易出现的就是因为集电极（漏极）电阻导致的问题。
类似的双稳态多谐振荡器就是这样，由于电阻值在误差范围内（比如5%），很容易就导致不振荡。
建议你把其中一个1M的电阻改成910K或者1.2M。应该能解决问题。

你的电路时间常数是不是太大了？

smeshlink · 发表于 2012-7-14 21:42:06

本帖最后由 smeshlink 于 2012-7-14 21:44 编辑

huayuliang 发表于 2012-7-14 18:34
这种电路最容易出现的就是因为集电极（漏极）电阻导致的问题。
类似的双稳态多谐振荡器就是这样，由于电 ...

其中一个1m电阻改成1.22m了，还是不行。
10m的电阻已经改成100k了。

huayuliang · 发表于 2012-7-14 23:09:33

smeshlink 发表于 2012-7-14 21:42
其中一个1m电阻改成1.22m了，还是不行。
10m的电阻已经改成100k了。
...

你这样测下：
不按开关，测下两个MOSFET的漏极，以及那个电容的上端电压。
按住开关，再测一次。
松开开关，再测···

俺看看怎么改进下吧，时间常数也太大了。。电容放电都要好久···

huayuliang · 发表于 2012-7-14 23:33:10

smeshlink 发表于 2012-7-14 21:42
其中一个1m电阻改成1.22m了，还是不行。
10m的电阻已经改成100k了。
...

根据原图，把：
R23 改成 100k
R24 改成 100k
C31 10n 100n都可以。
其它的不用动，这样应该可以了。

你选的那两个MOSFET电流可够大的，一般的2N7002之类的就够了。

其实这类电路，最好是用IC做，比如单门的D触发器74HC1G74之类的。

smeshlink · 发表于 2012-7-15 00:25:32

huayuliang 发表于 2012-7-14 23:33
根据原图，把：
R23 改成 100k
R24 改成 100k

可以了！太感谢了！
你是有做我电路的仿真吗？
是电阻太大分走太多电压，导致g极电压太低的缘故吧。
r24也换成100k了，不然时间常数有点大，是这样理解吗？
谢谢花老师了

huayuliang · 发表于 2012-7-15 14:59:50

客气了。。。
做了仿真····即便修改了，也非常不理想。

实际上是存在好几个问题：
一是漏极电阻阻值太接近了，两个MOSFET很容易都进入了放大区；
二是时间常数不合适。

话说从原理上讲，电路没啥问题，但实际应用的时候，就出问题了。
俺原以为你的这个电路要比俺顶楼的那个好很多，但考虑诸多因素之后，发现存在严重问题，反而不如那个互补的。
而且对于电池来说，自放电的电流都要远远大于电路的静态电流，你选用太大的阻值也没意义。

smeshlink · 发表于 2012-7-16 10:46:22

huayuliang 发表于 2012-7-15 14:59
客气了。。。
做了仿真····即便修改了，也非常不理想。

看来真的是电路不太稳定，只调通了一块。其他的不行。放弃了。
下次试一试你的电路了。

huayuliang · 发表于 2012-7-17 22:03:07

今天翻 EEVBLOG，好久没听那家伙沙哑的嗓音了。。。好像还是他的BLOG刚开的时候看过···
http://www.eevblog.com/page/13/

其中的 EEVblog #262 – World’s Simplest Soft Latching Power Switch Circuit。。讲得还不错。。就是这嗓子·····

huayuliang · 发表于 2012-7-17 22:56:43

本帖最后由 huayuliang 于 2012-7-17 23:26 编辑

再贴个2009年某个专利电路的仿真：
原图：

仿真图，用电压开关和方波来模拟按键动作，增加了负载，负载回路RC时间常数很大。

波形：

总结：
明显比俺顶楼的电路要好，元件值的范围可以很宽。。
电路仍是互补双稳态结构，不过俺咋越看越像模拟可控硅电路呢？？（分析仿真了下，确实是可控硅）
与顶楼的电路相比，顶楼的电路中Q1的饱和、截止受输出影响太大。。

MC仿真文件：

smeshlink · 发表于 2012-7-20 18:52:20

我板子的问题搞定了，是焊锡松香的问题，板子洗过就好了。电路还是可以用的。还是谢谢花老师了。

huayuliang · 发表于 2012-7-20 19:45:48

FET栅极阻抗高，你又用那么大的电阻。。。松香如果都能引起问题，实际使用也不会稳定。

Flyback · 发表于 2012-10-16 14:45:42

huayuliang 发表于 2012-7-14 16:07
已发。。。

不太喜欢现在论坛的分卷上传。。原来的又不能下载，真头疼··· ...

同求一个microcap，搜索一下，大侠在坛子里已经发了很多这个软件的仿真实例了，正好做教程

ltmooner · 发表于 2014-4-14 11:11:15

好东西，马克~~~

【MicroCap】单键开关（互补双稳态）仿真

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