打造零電流消耗的555定時器

作者 : T. A. Babu,EDN特約作者

本設計實例中介紹如何使經典的555定時器IC在其靜態模式下消耗零電流,並在已知狀態下使其快速喚醒...

電池供電應用的成長持續為設計人員帶來了不斷增加的壓力——他們必須透過仔細管理裝置的靜態電流以大幅降低產品的運作功耗,並使待機功耗盡可能趨近於零。

在本設計實例中將會介紹如何使經典的555定時器IC (1)在其靜態模式下消耗零電流,並在已知狀態下使其快速喚醒。由於我們共同擁有悠久的歷史,很高興找到使用這種經典元件的創新方式。事實上,我仍然記得15歲那年在漫長的暑假期間把玩555定時器IC的快感。為了感謝這些回憶,謹將這篇文章獻給Hans Camenzind,是他發明了這個偉大的小晶片。

這種設計的亮點在於其用途廣泛且易於修改,使用現成的元件,且元件數量少,可由正向觸發輸入啟動,並且消耗零電流。

555 block diagram

1555定時器IC內部電路的簡化架構圖。

單穩態

在這種運作模式下,定時器以單穩態方式工作。電路以下列方式運作(2)。將短脈衝(>1.2V)施加到I/P(輸入)點,會使電晶體Q1通電,進而將9V電池的負極端子下拉至非常接近電路的GND值。產生的脈衝會觸發555 IC的接腳3產生立即輸出,並在由R3和C1之值確定的時間延遲期間使電晶體Q1保持導通。

555 timer circuit with zero quiescent current

2:具有零靜態電流的555定時器電路。

當電容器C1兩端的電壓等於2/3 VCC時,比較器重設定時器的內部觸發器,將其輸出(接腳3)驅動為低電平狀態,從而關閉電晶體Q1。一旦Q1關閉,它就不再處於下拉模式,因此整個電路現在就消耗零靜態電流。

時間調整

透過調整R3和C1的值,可以延長或縮短555定時器的輸出脈衝寬度,以滿足具體應用要求。時間T的輸出脈衝寬度由以下等式給出:

T=1.1 x R3 x C1

通常555定時器IC會受到限制,因為它需要一個負向觸發輸入,但在本設計中,它是由正向脈衝觸發的,這就可使該IC在其編程時間週期內脫離其零電流靜態狀態。

編者按:我們非常痛心地向各位報告,T.A. Babu這位EDN長期供稿人已經去世了。在這之前很高興能與Babu先生合作,我們很感激他與大家分享他對電子技術的熱情。點擊這裡可了解更多有關這位朋友的資訊並閱讀他撰寫的所有設計實例。

(參考原文:555 timer draws zero off current,by T. A. Babu)

本文同步刊登於EDN Taiwan 2021年8月號雜誌

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