适用于MCU的简易单键电源开关设计

做一些小设备时常会需要控制设备开关机以节省电能，通常会采取设置电源开关的方式。
但有时设置拨动开关等不美观也不耐用，需要更高端一点的操作（逃
那么该设计就可以派上用场了：

该设计的使用需要以下前提：

• 前端的电源能够被EN脚控制完全关断（如LDO、Buck、带负载开关的Boost）；
• 前端被控制的电源EN脚逻辑应当是：高电平运行，低电平关断；
• VIN输入电压范围介于3-20V之间（低压受MOS的Vgs(th)和二极管的Vf影响，高压受到Vgs(max)影响）；
• MCU有一个可用作推挽输出的、上电时无异常波形输出的GPIO；
• 按键按下电平为低。

电路静态分析如下:

未开机时

• 来自MCU的信号悬空，Q2不导通；
• 按键未按下，D1右侧节点相当于悬空（NC）；
• R2右侧节点相当于悬空（NC），Q1的G极被R1上拉至VIN，Vgs=0V，Q1不导通；
• 去EN脚的信号被R4下拉至GND，EN为低电平，前端电源关断。

开机状态下

• 来自MCU的信号为高电平，Q2导通；
• 按键未按下，D1右侧节点相当于悬空（NC）；
• R2右侧节点被Q2下拉至GND，Q1的G极经过R1和R2分压得到1/2VIN电压，Vgs=1/2VIN，Q1导通；
• 去EN脚的信号被Q1上拉至VIN，EN为高电平，前端电源运行。

电路动态分析如下：

未开机->开机时

• 按键按下，R2右侧节点经由D1被SW1接到GND，R2右侧节点电压为D1的Vf；同时R6右侧节点经由D2被SW1接到GND，R6右侧电压为D2的Vf；
• Q1的G极经过R1和R2分压得到1/2(VIN-Vf)电压，Vgs=1/2(VIN-Vf)，Q1导通；
• 去EN脚的信号被Q1上拉至VIN，EN为高电平，前端电源运行；
• MCU上电后，读取R6右侧节点电平（去MCU的信号）确认开机意图，若需要开机，将来自MCU的信号拉高，Q2导通；
• 此时R2右侧节点被Q2下拉至GND，Q1的G极经过R1和R2分压得到1/2VIN电压，Vgs=1/2VIN，Q1导通；
• 去EN脚的信号仍然被Q1上拉至VIN，EN仍然为高电平，前端电源保持运行。此时即使按键放开也不会影响电源运行。

开机->未开机时

• MCU将来自MCU的信号拉低或浮空，Q2关断；
• 若按键未按下，D1右侧节点相当于悬空（NC）；
• R2右侧节点相当于悬空（NC），Q1的G极被R1上拉至VIN，Vgs=0V，Q1关断；
• 去EN脚的信号被R4下拉至GND，EN为低电平，前端电源关断。

注意：若用户此时按住了按键，将无法关机。