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[参考译文] MAX3221:供电问题

Guru**** 2538930 points


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/interface-group/interface/f/interface-forum/1356436/max3221-powering-issue

器件型号:MAX3221

大家好!  我曾希望您能够说明一下我们在使用用于 TTL -> RS232的 MAX3221CPWR 收发器时遇到的问题。

出于各种原因、我们的设计限制之一是芯片必须通过330欧姆上拉电阻和 肖特基二极管(我们知道这不是理想的情况、但需要它)供电。  由于在驱动器消耗电流时330欧姆区域会出现压降、因此根据数据表、我们已选择将电荷泵电容值配置为3V 至5.5V 之间的 VCC (C1 = 0.1uF、C2-C4 = 0.47uF)。  我们还添加了一些额外的大容量电容来保持电源轨稳定、并禁用了自动断电选项。  请参阅下面的原理图:

问题是、以这种方式供电时、芯片偶尔会进入一种状态、在该状态下消耗的电流高于正常水平、使 R4上的压降增加到足以将 VCC 降至3V 以下。  在此期间、通信发生中断、V+和 V-几乎无法达到+/- 3V。  这是上面显示的配置、其中 C6 = 1uF。  但是、如果我将 C6更改为10uF、问题就完全解决了。

如有任何帮助、下面是我们的设置中的一些测量结果:  

通信处于运行状态时的正常状态(C6 = 10uF):  

- VCC = 3.7V

- V_D1 = 120mV

- I_R4 = 3.4mA

通信处于运行状态时的问题状态(C6 = 1uF):  

- VCC = 2.3V

- V_D1 = 190mV

- I_R4 = 7.2mA

我们已经尝试了一种方法来延迟通信的开始 、直到泵和大容量电容器充满电为止、我们在 EN 和 FORCEOFF 引脚上用 RC 延迟电路进行过这种方法、但这种方法不起作用。   

尽管该问题似乎随着大容量电容的增加而消失、但我希望您或许能先了解一下为何会发生这种情况?  如果我们不完全了解问题的根源以及为何使用额外的大容量电容可以解决问题、我们将无法在现场将其发出。  但请注意、如果 R4增加到410欧姆、则没有大容量电容可以解决该问题。

如果您认为这种供电方式通常非常不可靠、即使工作正常也是如此、我也表示感谢、因为您知道这种问题可能不适合我。  直接用5V 电压供电时、我不能重复过多电流消耗的症状、只有在通过该电阻器时才会发生。

提前感谢您、

托马斯

  • 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。

    尊敬的 Thomas:

    因此、我认为问题确实在于您如何为器件供电- 5V 电压降不会太大、因为在整个运行过程中该压降会有所不同、实际上、我们根据此器件规格可在4.5V 至5.5V3V 至3.6V 的运行范围内使用- 因此、如果超出这些范围、我们无法真正保证器件行为不超出我们的建议工作范围。   我在这里也将是透明的-需要进行更改、因为从像这样的原理图报告的 IC 的任何问题都会被标记为应用设计缺陷、因为实际上 VCC 引脚应该直接连接到输出 而在电源(通常是降压或 LDO)的设计中、不建议在电源和 VCC 引脚之间特意放置压降、尤其是在会因其电流消耗而异的器件上。  

    1.您拥有该器件设置、可以在电源接通时立即发送信号(DIN 连接高电平、器件启用)、因此它一开始就会消耗电流来发送信号。  

    2.问题在于、如果没有更大的去耦电容器、系统看起来就不起作用-这是因为10uF 作用于电荷存储组件-它能够向器件的 VCC 引脚馈送更多电荷-从而在 总线-代价是系统启动需要更长的时间。  

    3.系统可能会消耗约5至10 mA 的电流-仅空闲空载电流就可以进入此器件上的1mA -因此330欧姆电阻器会在系统如何改变电源电流方面产生问题。  

    我认为正在发生的是、10uF 比1uF 电容器充电的时间更长-但当 IC 开始工作时(因为10uF 被充电到适当的电平) 电容器可以帮助减少所需的浪涌电流、因为它有更多的电 荷可以传输到 VCC 引脚- 1uF 电容器充电速度更快、但无法维持电压、因为它的电荷量较小。 话虽如此-我不想说10uF 在这里是一个强大的解决方案-它是一个大型去耦电容器、我不确定它是否能够在 IC 的工作范围内工作、或者它是否仅在您的测试设置中工作-这就是我想 强烈建议修改 VCC 引脚设计、因为在当前设置中、我认为您可以使其正常工作、但我会略微担心这种设计的稳健性。  

    如果您有任何其他问题、请告诉我-但我认为这是基于系统的供电方式。  

    此致!

    帕克·道德森  

  • 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。

    您好、Parker、  

    谢谢你的答复。  我从数据表得到的印象是、只要选择了正确的电荷泵值、就可以支持3V 至5.5V 之间的整个电压范围。  感谢您的澄清。

    在上下文中、我们通过外部电源为此板供电、PCB 上的物理空间不足、无法用于 LDO/降压。  我们试图使该设计与已在现场使用的旧产品兼容、其中、该电阻上拉电阻器是旧产品外部提供的5V 电压的唯一基准。  我们绝不会有意选择以这种方式供电,但现在非常清楚地是要完全避免这种选择。

    假设我们可以访问可靠的5V 电源、我仍然有另一个问题:

    成本也是此设计的一个重要限制因素、因此我们希望限制使用的不同器件的数量。  既然我们始终直接由5V 电源供电、而不是由3.3V 电源供电、那么仍可以将电荷泵电容值保持在3V - 5.5V 配置吗?  由于我们已使用0.1uF 进行去耦、因此我们只需额外添加0.47uF、而不是对于仅5V 的设置添加0.047uF 和0.33uF。

    再次感谢您、

    托马斯

  • 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。

    尊敬的 Thomas:

    是的-我理解混淆的来源是什么、因为大多数具有3V 至5.5V 工作范围的器件-这通常意味着涵盖整个范围-但此器件在建议运行条件表中专门要求使用3.3V 或5V 电源- 如果整个范围大致可以运行、则不会发生这种情况。 它不应损坏器件-但行为可能很奇怪并且是不必要的。  

    这也是从传统系统开始运作也是可行的-这将解释您尝试使用该电源的原因,并且百分百诚实地浏览数据表。如果把它看作一个可能的选项,那就不会很疯狂-它是看起来很小的一个选择。 无辜的细节,可以很容易忽视。  

    新问题-您可以通过3.3V 或5V 电源来使用3V 至5.5V 范围内的电容器-它应该对两者都适用。  

    如果您有任何其他问题、请告诉我、我会看看我能做些什么!

    此致!

    帕克·道德森