設計筆記顯示了串行數據接口IC如何向外部電路提供適量的電流。該電路使用接口IC(MAX3212A)的雙極性電壓軌供電,不會中斷接口工作。
目前可用于串行數據傳輸的一些接口IC不僅在低V下工作抄送電平(5V 或 3.3V);它們還產生雙極性直流電壓(±6.5V 至 ±10V),以支持 EIA/TIA-232 規定的最小驅動器輸出電平。小心翼翼地,您可以從這些電壓軌中竊取有用的電量,而不會干擾IC的運行。
在圖1中,IC的開關模式控制器與一個外部電感器、兩個二極管和兩個電容器一起工作,產生±6.5V電壓。FET Q1 和 Q2 通過斷開負載直到存在這些開關模式電源電壓來確保電路啟動。請注意,Q1必須是邏輯電平器件。
圖1.對于小于最大允許值的數據速率和驅動器輸出負載,該串行接口IC的V+和V-輸出可以為外部電路提供適量的電流。
與設計用于產生電源電壓的IC不同,接口IC通常不指定可以從其內部生成的電源軌吸收多少電流。可用量幾乎完全取決于連接到驅動器輸出的負載。例如,IC1保證一個發射器可以在3kbps時驅動1000kΩ和250pF的并聯組合,而另外兩個發射器在3kΩ負載上保持直流輸出。這些條件允許您計算芯片的最大輸出電流能力,但您不能期望在提供最大電流的同時消耗額外的電流。
要計算可用的最大輸出電流,請疊加交流和直流分量:當NRZ輸出波形在保證的最小輸出電平(±5V)之間擺動時,輸出電流從每個電源軌交替流出。假設輸出需要一個完整的數據周期(4kbps時為250μs)才能從-5V壓擺至+5V,則交流分量等于C負荷(dv/dt) = 1000pF(10V/4μs) = 2.5mA。對于直流分量,歐姆定律給出一個發射器的I = E/R = 5V/3kΩ = 1.67mA,因此三個發射器共同代表5mA的直流負載。將交流和直流元件相加,保守的最大額定值為2.5mA + 5mA = 7.5mA。
3kΩ負載是EIA-232的要求,但數據速率和負載電容是與應用相關的參數。這些參數的值越低,可供外部使用的電流就越大。例如,遙感系統可能以2400比特/秒(2400bps)的速度運行,負載為3kΩ,并聯1000pF(50英尺電纜,20pF/ft)。在這種低數據速率應用中,三個發送器的直流負載為5mA,一個發送器的交流負載(72μA)幾乎可以忽略不計。因此,本例中的可用電流計算為7.5mA - (5mA + 72μA) = 2.428mA。
上述計算是保守的:當VCC=2.7V,三個發射機負載3kΩ||1000pF時,以2400bps傳輸有效EIA-232電平的電路實際上將向外部負載提供6.7mA(當VCC=3V及以上時更大)。如上所述,Q1和Q2使電路能夠在這些條件下啟動。如果斷開變送器負載,允許啟動的最大外部負載電流為11.5mA。去掉Q1和Q2后,最大電流僅為5.7mA。
審核編輯:郭婷
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