通过GPIO线为IC供电


10

我有一个低功耗应用,该应用将由Li纽扣电池供电。我选择的MCU已达到令人满意的睡眠电流。

然而,应用ADC IC是另一回事:不活动时为900µA,对于纽扣电池应用而言太多了。

因此,我想为什么不使用时不隔离ADC的电源。有两个想法:ADC的Vdd上的高端FET或仅将ADC的Vdd(或Vss)引脚连接到MCU GPIO引脚之一(假定电流在MCU的源/宿规格之内)。

我以为会有很多关于这个想法的文章,应用笔记等,但是我还没有找到任何东西。在开始实验之前,谁能在网上指出我相关的文章/应用笔记?还是一个坏主意?如果是这样,为什么呢?

(是的,知道大多数MCU都内置了ADC。出于超出查询范围的原因,我确实必须使用此外部ADC IC。)

谢谢!


ADC的型号是什么?
尼克·阿列克谢耶夫

Answers:


8

通过GPIO引脚为设备供电通常不是一个好主意。在非常低的权力体制下,也许您可​​以摆脱它,但是除非您有非常严格的限制,否则我不建议您这样做。

您已经注意到,您已经检查过ADC的要求是否低于引脚的驱动能力。通常,这是很多人不用费心检查的事情。如果消耗量在要求的限制之内,那么您可能会感到满意。但是,请确保GPIO驱动功能中也包含ADC的任何瞬态电流要求。您至少需要在ADC电源上进行相当大的去耦。请记住,GPIO输出不是低阻抗电源线,并且响应瞬态电流要求的速度较慢。

其次,由于您使用的是ADC,而且那不是uC内置的ADC(对于非常低的功耗,您应该这样做),所以我假设您有一些要求,这些要求并非如此。 t由内部ADC满足。GPIO,不是电源线,更重要的是,它是微控制器的GPIO,肯定会被uC的时钟频率,其谐波以及可能的次谐波所污染。由于您还将通过它驱动大量电流,因此,如果还引入其他效果,我也不会感到惊讶。您甚至可能最终看到SPI / I2C /的小组件,这取决于您使用的GPIO以及去耦的强度。如果ADC的分辨率和噪声性能很重要,

高端FET更好,更安全。您也可以考虑使用任意数量的具有Enable控制的电源相关IC,例如LDO等。靠近ADC电源的LDO也可能有助于改善性能。但是请注意,这意味着您的ADC必须在稍低的电压下运行。当然,这也将通过简单的晶体管开关来实现,并且在低Rdson FET的情况下,效果会小得多,但它仍然存在。

您应该注意的一件事是,将未供电的IC的数字线路连接到供电的uC的GPIO并不是一个好主意。您最终将通过其数字IO为ADC供电,从而导致奇怪的甚至潜在的危险行为。具体来说,如果您的ADC即使关闭也没有响应,我会感到惊讶。这能够引起长期的劣化,并且首先具有节电的优点。为了使其关闭良好,您应该为两个之间的每条数字线路使用电平转换缓冲器,以禁用(三态)输出。既可以使用EN引脚,也可以使用带有其他机制的缓冲器来禁用此功能(例如,如果一侧的电源接地,则SN74LVC1T45处于三态)。该方案是否有用取决于缓冲区处于关闭状态的消耗,处于打开状态的消耗,占空比(要为其开启的时间的一部分)以及ADC消耗(900uA)您可以这样做来节省。如果您非常小心,则可以通过在关闭ADC之前使连接到ADC的uC IO处于三态,从而避免使用缓冲区,从而产生大致相同的效果。


好答案。值得一提的是,ADC可能在其电源引脚上需要一个去耦电容器。电容器的浪涌电流可能会使GPIO线崩溃。
Rocketmagnet 2013年

5

是的,您可以这样做,只需确保满足所有约束即可。我已经做了几次。使用微控制器输出实际为小电路供电而不是耗费其功率可以是节省空间的有用方法。例如,我在一个项目中使用了此功能,仅在需要时才打开超声接收器的模拟前端。

除了明显的问题是输出引脚上的可用电流有限外,您还必须注意微控制器进入开关电路的噪声并处理电路汲取的瞬态电流。在数字输出引脚上加一个接地电容有助于解决这两个问题,但是您还必须考虑在接通或断开线路时,微型驱动器可以驱动多少电容。

这不是您应该轻率做的事情,您需要仔细考虑问题,但是在完成功课并且仍然有意义之后,请继续。


5

是的,您可以这样做。还有很多。例如,Adafruit显示此操作是在adruino上的ds1307 RTC上完成的,该时钟由两个gpio(分别为vcc和gnd)提供动力。诺基亚LCD的屏幕也只需要1 mA(背光LED的说法不尽相同,但是gpio仍然可以做到)。

电源是电源。只要您的电流消耗低(或者您可以容忍由于单片机端口引脚上的电流消耗而导致的电压骤降),就可以做到。

现在,它确实取决于gpio输出的清洁程度。与某些集成电路相比,某些集成电路不太可能抱怨线路稍脏。ADC可能不是最佳选择之一。脏源可能会影响ADC的分辨率或可靠性。它可能会使外部ADC的性能比内部ADC的性能差。就像其他人提到的那样,上限可能会有所帮助。

不太可能炒ADC,那么最好的选择是?将其连接起来,并通过一些校准测试运行它。如果可行,请继续使用。如果不是,请使用npn晶体管或类似的FET切断电源。就一件事。确保在IC关断时将数据引脚切换为输入,并等到打开电源引脚后再将其切换为所需的模式。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.