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[参考译文] TLV521:最大限度降低高压分压器电路中的电流消耗

Guru**** 2386090 points
Other Parts Discussed in Thread: TMUX9616, TLV521, TMUX8212
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1384001/tlv521-minimizing-current-consumption-in-high-voltage-divider-circuit

器件型号:TLV521
主题中讨论的其他器件: TMUX8212、TMUX9616

工具与软件:

大家好!

我正在开发一个用于监控 GM 管的偏置电压的电路、这需要100V 的高电压。 我目前正在使用配置为单位增益缓冲器的 TLV521运算放大器来读取分压电压。 为了最大限度地降低电流消耗、我考虑使用带有1GΩ Ω 和12MΩ Ω 电阻器的分压器。 但是、此配置仍然消耗大概9.8µA、要高于低功耗应用所需的功耗。

下面是我的电路的简化版本:

100V 偏置电压(GM 管)
|
R1 (1GΩ)
|
+-->到 TLV521运算放大器(单位增益缓冲器)>MCU
|
R2 (12MΩ Ω)
|
GND

我的问题是:

  1. 如何将该分压器的电流消耗进一步降低至纳安级?
  2. 使用晶体管关闭分压器是否是可行的解决方案? 如果是、您会为实现此目的建议哪些配置和组件?
  3. 是否有替代方法或元件可以帮助在保持精确电压监控的同时显著降低功耗?

非常感谢您对类似实现方案的任何见解、建议或示例!

谢谢!


其他上下文:

  • 控制信号 :2.9V、来自微控制器。
  • 电源效率 :保持整个系统的功耗尽可能低至关重要。

如果需要、可以随时询问更多详细信息。
Zaim

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    扎伊姆、您好!

    您如何读取此电流消耗? 当我 运行电路时、我获得了大约403.95nA 的电流消耗。 请参见下文。  

    计算最坏情况下的静态电流为500nA、从而使总电流上升至598.81nA。

    电流消耗计算中是否遗漏了电路中的任何部分?  

    此致、  

    Robert Clifton  

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    尊敬的 Robert:

    感谢您的答复。

    我注意到我错误地计算了分压器网络的电流消耗。 我误读了9.8µA 而不是98nA 的值、因此您的计算是正确的。

    为了尽可能减少电流消耗、我打算每天仅启用一次 ADC。 我正在考虑一个禁用分压器并通过 GPIO 引脚启用分压器的电路。 是否可以在不使用分压器时将其关断、并在关断状态下实现较低的功耗?

    此致、
    Zaim

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    当在 GND 附近断开分压器时、电流仍然会通过钳位二极管流入2.9V 电源。 您会需要一个高压开关、如 TMUX8212或 TMUX9616、我不知道这是否值得。

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    您认为将固态继电器用作高侧开关有什么意义? 是否可以找到漏电流比单个 PMOSFET 或使用 TMUX82XX 时更低的器件?

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    据我所见、SSR 没有针对极低的漏电流进行优化。

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    扎伊姆、您好!

    我想知道 实施开关是否值得省电。  该电路的电流已经低于700nA。  

    此致、

    Robert Clifton  

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    尊敬的 Robert:

    实际上、由于我使用的是1GΩ Ω:12MΩ Ω 电阻器配置、因此我在"适合所有人的运算放大器"(第18.6节)中读到过不建议使用此类高阻值电阻器。 如果我可以在不使用分压器时将其关闭、我可以使用值低于100MΩ Ω 的电阻器。 但是、我还没有找到合适的解决方案。

    单个1GΩ Ω 电阻器的成本约为2美元、但考虑使用多个串联电阻器(例如2x500MΩ Ω 或4x250MΩ Ω)、成本相当昂贵、因为每个电阻器的成本约为1美元。 使用一个单1GΩ Ω 电阻是否真的有问题? 是否可以关闭分压器以使用较低的电阻值? 使用此类高阻值电阻器可能会导致问题、或者我应该坚持使用多个电阻器吗?

    我的主要目标是尽可能降低总体静态电流、但现在我正在考虑我的方法。 请提出任何建议。

    此致、
    Zaim

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    扎伊姆、您好!

    如果您在反馈网络中使用高阻值电阻器、则使用这些电阻器可能会出现问题、因为这可能会导致稳定性问题。 较大的电阻值还会增加输入偏置电流产生的失调电压误差。 我建议观看 TI 高精度实验室视频 、其中介绍了 Vos 和 Ib 规格、 以便进行更深入的分析。

    [报价 userid="592141" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1384001/tlv521-minimizing-current-consumption-in-high-voltage-divider-circuit/5295301 #5295301"]我的主要目标是尽可能降低总体静态电流、但现在我正在重新考虑我的方法。 请提供任何建议。

    如果您的目标是尽可能低、您将达到收益递减点。 我建议您为系统设置一个可接受的消耗电流范围目标。  

    此致、

    Robert Clifton