串行數(shù)據(jù)接口芯片提供雙極性電壓

設(shè)計筆記顯示了串行數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恍┙涌贗C不僅在低V下工作抄送電平（5V 或 3.3V）;它們還產(chǎn)生雙極性直流電壓（±6.5V 至 ±10V），以支持 EIA/TIA-232 規(guī)定的最小驅(qū)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(guān)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(chǎn)生±6.5V電壓。FET Q1 和 Q2 通過斷開負載直到存在這些開關(guān)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(shù)據(jù)速率和驅(qū)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(shè)計用于產(chǎn)生電源電壓的IC不同，接口IC通常不指定可以從其內(nèi)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(qū)動器輸出的負載。例如，IC1保證一個發(fā)射器可以在3kbps時驅(qū)動1000kΩ和250pF的并聯(lián)組合，而另外兩個發(fā)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(dāng)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(shè)輸出需要一個完整的數(shù)據(jù)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(fā)射器的I = E/R = 5V/3kΩ = 1.67mA，因此三個發(fā)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(shù)據(jù)速率和負載電容是與應(yīng)用相關(guān)的參數(shù)。這些參數(shù)的值越低，可供外部使用的電流就越大。例如，遙感系統(tǒng)可能以2400比特/秒（2400bps）的速度運行，負載為3kΩ，并聯(lián)1000pF（50英尺電纜，20pF/ft）。在這種低數(shù)據(jù)速率應(yīng)用中，三個發(fā)送器的直流負載為5mA，一個發(fā)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(dāng)VCC=2.7V，三個發(fā)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(dāng)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