Jim Williams

一些微功耗比較器具有允許過大電流消耗的工作模式。特別是，設計不良的器件在開關過程中會傳導較大的瞬態電流。這種行為會導致功耗隨著頻率的上升而急劇增加，或者當輸入接近平衡時，如在電池監控應用中。

圖1顯示了常用的微功耗比較器在開關期間的電流消耗。走線A是輸入脈沖，走線B是輸出響應，走線C是電源電流。該器件指定用于微功率電平電源漏極，在開關期間可拉動 40mA 電流。這種意外情況可能會擾亂設計的功率預算或干擾相關電路的運行。

圖1.設計不佳的“微功耗”比較器在轉換期間會拉動巨大的電流。結果是頻率消耗過多的電流。

LTC?1440 系列比較器是真正的微功率器件。它們消除了開關期間的電流尖峰，從而大大降低了相對于頻率的功耗，或者在輸入接近平衡時。圖 2 的曲線對比了 LTC1440 的功耗與頻率與另一個指定為微功率組件的比較器的頻率。LTC1440 在較高頻率下具有大約低 200 倍的電流消耗，同時在低于 1kHz 的頻率下保持了顯著的優勢。

圖2.LTC1440 系列在頻率下吸收的電流比另一個比較器低 200 倍。

表 1 示出了 LTC1440 系列的一些特性。某些版本包括一個基準電壓源和可編程遲滯，所有器件的響應時間均為5μs。

新器件支持低功耗的高性能電路。圖3的石英振蕩器使用標準的32.768kHz晶體，在所有條件下啟動，無雜散模式。在 9V 電源條件下，電流消耗僅為 2μA。

圖3.32.768kHz“手表晶體”振蕩器沒有雜散模式。電路在VS = 9V時可吸收2μA電流。

圖 4 的電壓-頻率轉換器充分利用了 LTC1441 在動態條件下的低功耗特性。一個 0V 至 5V 輸入可產生一個 0Hz 至 10kHz 輸出，具有 0.02% 線性度、60ppm/°C 漂移和 40ppm/V 電源抑制。最大電流消耗僅為26μA，比目前可用的電路低100倍。C1切換電荷泵（包括Q5、Q6和100pF電容），以將其負輸入保持在0V。LT1004 和相關組件構成一個用于充電泵的溫度補償基準。100pF電容充電至固定電壓;因此，重復率是電路保持反饋的唯一自由度。比較器C1以與輸入電壓派生電流精確成比例的重復率將均勻的電荷包泵送到其負輸入端。此操作可確保電路輸出頻率嚴格且完全由輸入電壓決定。

圖4.基于 LTC1441 的 0.02% V/F 轉換器僅需 26μA 電源電流。

啟動或輸入過驅會導致電路的交流耦合反饋鎖存。如果發生這種情況，C1的輸出變為低電平;C2通過2.7M/0.1μF延遲檢測到這一點，結果很高。這提升了C1的正輸入，并將負輸入與Q7接地，從而啟動正常的電路動作。

圖5顯示了電路的功耗與頻率的關系。零頻率電流僅為 15μA，在 26kHz 時增加到僅 10μA。

圖5.V-F轉換器的電流消耗與頻率的關系。放電周期主導著 1.1μA/kHz 的電流消耗增加。

審核編輯：郭婷