四通道16位DAC節省多通道PLC的空間、成本和功耗

　　在圖3所示的系統中，一個(gè)通道配置為4mA至20mA通信(本例中為從DAC驅動(dòng)一個(gè)執行器負載)。執行器的端接電阻決定環(huán)路所需的最大電源電壓。例如，100電阻至少需要2 V電壓才能提供20 mA電流。如今的系統必須能夠驅動(dòng)最高達(有時(shí)甚至超過(guò))1k的負載，這是很常見(jiàn)的要求。對于這一負載阻抗和20 mA的滿(mǎn)量程電流，電源需要提供至少20 V電壓。所產(chǎn)生的功率為：

　　P = V × I = 20 V × 0.02 A = 0.4 W.

　　如果負載阻抗變?yōu)?00 ，使用同一電源(有效條件)時(shí)，即使只需要 0.04 W功率，功耗仍將為0.4 W。這種情況下，系統的效率損失為90%，360mW功率遭到浪費。

　　對于一個(gè)8通道模塊，20V電源下的總功耗將為3.2 W，其中多達2.88 W的功率遭到浪費(如果所有負載均為100 )。這種情況下，自熱效應和功耗預算的提高開(kāi)始演變成問(wèn)題。模塊內的溫度升高可能導致系統誤差增大，各個(gè)器件的漂移特性需要納入系統整體的誤差預算中加以考慮。

　　設計人員會(huì )考慮各種辦法來(lái)解決這些問(wèn)題

　　• 增大模塊尺寸以支持更多功耗，但成本會(huì )增加，因而 這種解決方案的競爭力不強。

　　• 使用散熱和/或風(fēng)扇控制，這是一種昂貴的解決方案，同時(shí)會(huì )增大空間。

　　• 減小最大負載阻抗，以便限制電路的整體功耗，在一些應用中，這會(huì )限制性能，導致系統的市場(chǎng)競爭力下降。

　　無(wú)論如何，在更小的空間中提供更多的通道這一趨勢會(huì )給許多系統設計人員帶來(lái)散熱和功耗方面的困擾。一種有助于解決此問(wèn)題的方法是從5V電源入手。監控輸出負載電壓，然后根據需要有效升壓并調節輸出電壓。圖4顯示5V電源和一款高效率DC/DC升壓轉換器利用反饋控制提供適當的輸出電壓，使片內功耗最小。