德州仪器TPS3420 按钮控制器方案介绍

作者：Michael Hartshorne

很多现代便携式设备发货时都必须安装电池，以便客户无需电池安装或充电便可立即开启设备。如果连接至电池的组件有过量电流“泄漏”，那设备到客户手中时可能就没电了。所有组件都有漏电流情况，尽管 IC 组件是主要元凶，但电容器、电路板脏污和湿度也具有不可预测的漏电等级。

解决这个问题并非小事。将负载从电池完全断开时可获得最长闲置时间，但任何上电检测电路都需要连接电池才能工作。此外，PCB 面积在很多电池供电应用中也非常重要，很难为单个锁存开关电路调整空间。

一种简单直接的方法是使用简单的 P 型 MOSFET （PMOS） 和 N 型 MOSFET （NMOS） 锁存器断开电池。

然而，这个看似简单的电路可导致不可靠的性能。开关上的任何干扰都将打开锁存器。此外，如果输出电压跳至正极，或者 PMOS 的 CGS 和 NMOS 的 CDS 创建的电容分压器将 PMOS 器件开启，插入电池时锁存器可能会自动开启。当然，这个问题可通过添加一些其它电阻器及电容器解决，但会迅速增加这种基本功能的设计尺寸和复杂性。

下面给出了一种更好的设计方案，其可通过 7.5 秒的开关触压来启动负载，以避免基本锁存器的干扰，从而可使用德州仪器 （TI） TPS3420 按钮控制器来打开开关。

TPS3420 是一款超低 Iq 按钮控制器。它有两个按钮输入，本解决方案只使用一个。在按动按钮时（可使用系统中任何已有的按钮），可将双肖特基二极管的一半连接至接地，随后其可将 TPS3420 的 PB1 输入拉低。在 PB1 输入被拉低 7.5 秒后，TPS3420 的开漏输出引脚 RST 将在 PMOS 开关的栅极上拉低，将负载连接至电池。双肖特基二极管的另一半将提供锁存机制，以便在 RST 引脚变低时，PB1 引脚也保持为低，从而可在电池完全放电或移除之前，让 RST 引脚保持为低。本解决方案将微小型 CSD23381（1 毫米 x 0.6 毫米）PMOSFET 作为电池与负载之间的断开开关。

在系统关闭、总流耗不足 1µA 的情况下，该解决方案可将电池闲置时间延长相当长一段时间，从而可避免客户发现其新买的设备需要充电、让他们感到失望的风险。