具有內置節電電路的一種繼電器驅動的低功耗設計

多個繼電器線圈可由單電源供電，該電源必須大到足以同時驅動所有線圈。另外，這些繼電器被密集的排布在很小的區域內，設計時必需考慮線圈的功耗。繼電器線圈所需的吸合電壓遠高于其保持電壓。認識到這一點，就有可能設計出一種通過減少線圈驅動電流來節省能耗的電路。本應用筆記討論一種具有內置節電電路的繼電器驅動器件，用于降低整個系統的功耗。

　　節電設計方法

　　MAX4822/MAX4824繼電器驅動器具有節電特性，可在FET先導通一段時間后降低驅動器電壓。最初時輸出驅動器為完全飽和導通的FET。經過一段可調延時后，FET上的壓降調整為寄存器編程值。該延時可由外部電容設定(圖1)。

　　節電特性能同時降低繼電器線圈功耗和電源功耗。該器件的輸出驅動器具有ON和OFF兩種狀態。

　　ON狀態具有兩種不同的狀態，被稱為“啟動狀態”和“節電狀態”。在啟動狀態時，輸出FET完全飽和導通。經過由PSAVE引

　　腳端電容設定的時延后，器件進入節電狀態，此時FET上的壓降由控制回路調節。

　　為了說明節電模式下的節電原理，可以對兩種ON模式下的功耗進行比較。假設繼電器線圈具有100直流電阻，系統使用5V電源。圖2給出了由理想電感和電阻RCOIL組成的繼電器線圈模型。

　　在啟動狀態，MAX4822/MAX4824輸出電阻最大值為5。因此功耗可由下式計算：

　　ICOIL = 5V/105 = 47.6mA

　　PCOIL = ICOIL2 * RCOIL = 47.6mA2 * 100 = 0.227W

　　PDRIVER = ICOIL2 * RDRIVER = 47.6mA2 * 5 = 0.011W

　　PTOTAL_INIT = 0.238W

　　節電狀態下的功耗分析略有不同。必須首先確定線圈功耗，然后才能確定驅動器功耗。最后將兩者簡單求和。

　　在節電狀態下，FET輸出端電壓被調節為電源電壓的某一百分值，該電壓由內置寄存器設定。這意味著，圖2所示電壓VDRIVER由內部控制回路調節。回到前面所舉例子，假設VDRIVER為50% (盡管MAX4822/MAX4824的允許范圍為10%至70%)，則線圈的功耗為：

　　VCOIL = 5V- (50% * 5V) = 2.5V

　　ICOIL_PS = VCOIL/RCOIL = 2.5V/100 = 0.025A

　　PCOIL = 2.5V * 25mA = 0.0625W

　　要計算驅動器的功耗，切記其電流與線圈電流一樣：

　　IDRIVER_PS = 0.025A

　　VDRIVER = 50% * 5V = 2.5V

　　PDRIVER = 0.0625W