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串行数据接口芯片提供双极电压的技术解决方案

来源:analog 发布时间:2023-10-19

摘要: 串行接口集成电路为外部电路提供适量的电流。电路使用来自接口IC的双极电压轨的电源,并且不中断接口操作。

设计说明说明了串行数据接口IC如何向外部电路提供适量的电流。该电路使用的电源来自接口IC MAX3212A的双极电压轨,并且不中断接口操作。

目前可用于串行数据传输的一些接口ic不仅可以在低V(CC)电平(5V或3.3V)下工作;它们还产生双极直流电压(±6.5V至±10V),以支持EIA/TIA-232规定的最小驱动器输出电平。小心,您可以从这些电压轨中窃取有用的功率,而不会干扰IC的操作。

在图1中,IC的开关模式控制器与外部电感、两个二极管和两个电容器一起工作,产生±6.5V。fet Q1和Q2通过断开负载确保电路启动,直到这些开关模式电源电压存在。注意,Q1必须是逻辑级设备。


图1所示 对于数据速率和驱动器输出负载小于允许的最大值,该串行接口IC的V+和V-输出可以向外部电路提供适量的电流。

与设计用于产生电源电压的IC不同,接口IC通常不会指定从其内部产生的电源轨中可以提取多少电流。可用的数量几乎完全取决于连接到驱动器输出的负载。例如,IC1保证一个发射机能够以250kbps的速度驱动3k欧姆和1000pF的并行组合,而另外两个发射机在3k欧姆负载上保持直流输出。这些条件可以让您计算芯片的最大输出电流能力,但您不能期望在提供最大输出电流的同时吸取额外的电流。

为了计算可用的最大输出电流,将交流和直流分量叠加:当NRZ输出波形在保证的最小输出电平(±5V)之间摆动时,输出电流交替从每个轨道流过。假设输出需要一个完整的数据周期(4µs, 250kbps)从-5V转换到+5V,交流分量等于C(LOAD)(dv/dt) = 1000pF(10V/4µs) = 2.5mA。对于直流组件,欧姆定律给出I = E/R = 5V/3k欧姆 = 1.67mA,来自一个发射器,因此三个发射器共同代表5mA的直流负载。将交流和直流元件加在一起,保守的最大额定值为2.5mA + 5mA = 7.5mA。

3k欧姆负载是EIA-232要求,但数据速率和负载电容是应用相关的参数。较低的这些参数值使更多的电流可供外部使用。例如,一个遥感系统可能以2400比特/秒(2400bps)的速度运行,负载为3k欧姆,与1000pF(50英尺电缆,20pF/ft)并行。三个发射器的直流负载为5mA,一个发射器的交流负载(72µA)在这种低数据速率应用中几乎可以忽略不计。因此,在这种情况下,可用电流计算为7.5mA - (5mA + 72µA) = 2.428mA。

上述计算是保守的:当V(CC) = 2.7V,三个变送器负载3k欧姆||1000pF时,一个以2400bps传输有效EIA-232电平的电路实际上将向外部负载提供6.7mA (V(CC) = 3V及以上)。如前所述,Q1和Q2使电路在这些条件下启动。如果断开发射器负载,允许启动的最大外部负载电流为11.5mA。去掉Q1和Q2后,最大电流只有5.7mA。



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