Pytanie:
Jak zmniejszyć zużycie energii w przełączniku poziomów
Charlie Skilbeck
2019-10-23 10:34:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Muszę ustawić poziom sygnału cyfrowego 3,3 V na 5,8 V przy około 1 MHz.Poniższy obwód działa, ale zużycie energii jest bardzo wysokie.Czy ktoś może zasugerować modyfikację, która nadal pozwoli na przepustowość, ale zmniejszy zużycie energii?

Dodanie rezystorów do wejścia PFET VCC i wyjścia NFET GND zmniejsza go, ale nie mogę znaleźć właściwej równowagi między szybkością narastania a zużyciem.

Przyjrzałem się wnętrzom niektórych zwykłych zmiennokształtnych, ale staram się zrozumieć, jak sobie z tym radzą.

o

Jak wysokie jest „bardzo wysokie”?Ile prądu wyjściowego potrzebujesz?
około 3A (w zależności od przyprawy), gdy wejście jest wysokie (wyjście jest niskie).Mierzona na ławce i nie jest tak źle, ale wciąż za wysoko.Zakres <100 mA byłby dobrym wynikiem.
przepraszam, powinienem wspomnieć, że odwraca sygnał wejściowy i to dobrze (ale też dobrze, jeśli nie)
Wygląda na to, że PMOS jest częściowo włączony z napięciem -2,5 V Vgs.Jest to możliwe zgodnie z arkuszem danych, chociaż typowe krzywe pokazują, że włączają się przy około 3 V.Możesz uruchomić wykres krzywej na FET w symulatorze, aby zobaczyć charakterystykę modelu.Lub po prostu znajdź inny FET z nieco wyższymi Vgs (th) (ale to nie jest dobra praktyka projektowa, ponieważ Vgs (th) w świecie rzeczywistym może nie pasować do modelu symulacyjnego Vgs (th))
Lub znajdź sposób, aby podbić sygnał wejściowy do około 5,8 V.
[Czy coś takiego działałoby lepiej?] (Https://electronics.stackexchange.com/questions/173297/how-does-a-bidirectional-level-shifter-work)
@JRE Najprawdopodobniej byłoby trudno zmusić ten obwód do pracy z częstotliwością 1 MHz.
Mogę to zrobić z dyskretnymi, zwykłymi bjts przy tej prędkości.Ale jak już wskazano w pierwszej odpowiedzi tutaj, istnieją produkty IC, które robią to bardzo dobrze i za rozsądną cenę.Czy z jakiegoś powodu musisz unikać butikowych układów scalonych?
@jonk Potrzebuję tylko jednej linii i wydaje mi się, że nie mogę znaleźć jednego przełącznika poziomu bitowego, który pasuje do rachunku (rozważana jest przestrzeń, a także większość z nich maksymalnie przy 5,5 v).Istnieje wiele podwójnych mosfetów N / P w małych opakowaniach.Przyznaję się, że chciałem po prostu nauczyć się teorii i praktyki.Interesuje mnie twoja uwaga na temat robienia tego z dyskretnymi bjts, czy możesz to rozwinąć?
@CharlieSkilbeck Dyskretny obwód BJT zajmie więcej miejsca.Będziesz potrzebował co najmniej trzech BJT, kilku czapek „przyspieszających” i różnych rezystorów.Nie mówisz też zbyt wiele o tym, ile aktualnej zgodności może mieć Twój kierowca.I to może być tutaj ważne.
twój PFET nigdy się nie wyłącza
Jeden odpowiedź:
Bimpelrekkie
2019-10-23 12:26:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pozwólcie, że podzielę się z wami obwodem przełącznika poziomów, jaki jest używany w wielu układach scalonych:

schematic

symuluj ten obwód - schemat utworzony przy użyciu CircuitLab

Używa 8 tranzystorów, co wygląda na dużo.

Ale to jest to, co jest używane w chipie, dzięki czemu tranzystory mogą być bardzo małe. Na chipie można to zmusić do pracy z częstotliwościami do GHz. W stanie statycznym (sygnał wejściowy się nie zmienia) obwód zużywa no prąd.

To prawie impossible zbudowanie tego obwodu na płytce drukowanej przy użyciu dyskretnych tranzystorów MOSFET i uzyskanie podobnej wydajności, będziesz mieć szczęście, że będzie działał przy 10 MHz.Dyskretne tranzystory MOSFET nie są przeznaczone do takiego użycia.

Fortunately producenci chipów umieszczają ten obwód (lub coś podobnego) na chipie, abyś mógł go używać.Po prostu wyszukaj „levelshifter” i powinieneś znaleźć odpowiedni chip do wykonania pracy.

Dziękuję, Spice potwierdza, że jest to skuteczne rozwiązanie i dokładnie tego szukam.Potrzebuję tylko 1 MHz i jest kilka małych podwójnych pakietów mosfetów N / P, które mogę zmieścić 4 w dostępnej przestrzeni.
Rzeczywiście, może to działać przy 1 MHz z małymi podwójnymi mosfetami N / P w pakiecie.Przed umieszczeniem tego na płytce drukowanej dodałbym środki ostrożności, aby móc osłabić M2 i M4.Może to być potrzebne, aby pozwolić M2 i M4 na „odwrócenie się” w każdych warunkach.Aby osłabić M2 i M4, dodaj rezystor szeregowy między ich źródłami a szyną VccB.Po prostu ustaw 0 omów, a jeśli masz problemy, spróbuj wyższej wartości.
Mam cię, dzięki za cynk


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 4.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...