【E問(wèn)E答】232接口器件的有功功耗為什么沒(méi)出現在產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中？

　　系統設計人員經(jīng)常會(huì )找不到典型產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中提及的有功功耗。不少RS-232接口器件產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)僅規定了空載和關(guān)機設置下的電源電流。然而，當連接到遠程RS-232器件時(shí)，RS-232器件只適用于通信。數據線(xiàn)的電容和遠程接收器的電阻可增加本地RS-232器件的負載，從而增加功耗。雖然大多數新型RS-232器件會(huì )至少有一項有功電流或功率技術(shù)規格，但不少RS-232器件卻沒(méi)有這樣的技術(shù)規格。

　　有功功耗是負載所消耗的功率與器件中所損失的功率之和。第一步是為接收器電阻器和線(xiàn)纜電容計算負載功率。表達式1是遠程接收器電阻器功率公式，表示為通道數乘以驅動(dòng)器電壓的平方，再除以接收器電阻。

　　N × V2/R (1)

　　表達式2是數據線(xiàn)的功耗，表示為驅動(dòng)器峰峰值電壓的平方乘以頻率和電容。本地RS-232驅動(dòng)器的數量對此沒(méi)有影響，因為每次只接通一個(gè)驅動(dòng)器。

　　F × C ×(2 × V)2 (2)

　　持續接通的RS-232數據流的最高頻率是波特率的一半。任意數據流的頻率是波特率的30%。

　　總負載功率是電阻性功率(表達式1)與電容性功率(表達式2)之和。

　　P = N × V2/R + F × C ×(2 × V)2

　　對沒(méi)有電容器充電泵或電感型充電泵的器件而言，負載所需的電源電流與負載電流是相同的。電源和輸出電流直接成正比，這一點(diǎn)與線(xiàn)性穩壓器相似。

　　因此，您需要把負載功率轉換為負載電流。負載電流等于負載功率除以驅動(dòng)器電壓。

　　I =(N × V2/R + F × C×(2×V)2)/ V

　　這可簡(jiǎn)化成方程式3(表示有功負載電流)。

　　I = N × V/R + 4 × F × C × V (3)

　　使用有功負載電流(它與電源電流相同)來(lái)計算由負載產(chǎn)生的電源功率。加上空載功率，可得出總系統器件功率。

　　下面是兩個(gè)示例，說(shuō)明了如何計算有功電源功率。

　　示例1

　　GD75232收發(fā)器擁有三個(gè)驅動(dòng)器和五個(gè)接收器。VDD = 9V，VSS = -9V且VCC = 5V。最大電源電流分別為15mA、15mA和30mA。最大空載功率為9V × 15mA + -9V × -15mA + 5V × 30mA = 420mW。這是靜態(tài)(空載)功率。

　　數據流是120k波特的交替位模式，線(xiàn)纜電容為2500pF，遠程接收器的電阻為3千歐(kΩ)。RS-232驅動(dòng)器電壓為7.5V。

　　將示例參數代入方程式3，計算出負載電流。

　　I = 3個(gè)通道 ×7.5V/3000kΩ+ 4 × 120kbps/2 × 2500pF × 7.5V = 12mA

　　由于該電流來(lái)自VDD或VSS，所以支持該負載所需的電源功率為9V × 12mA = 108mW。

　　總功率等于空載(靜態(tài))功率(420mW)加上有功功率(108mW)—— 計算出的總功率值為528mW。

　　示例2

　　TRS3232E多通道RS-232線(xiàn)路驅動(dòng)器/接收器擁有兩個(gè)驅動(dòng)器和兩個(gè)接收器。VCC = 5V?？蛰dICC最大值為1mA。

　　該器件擁有一個(gè)電容器充電泵，通過(guò)消耗電流既可提升電壓也可使電壓反相。如果產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中有兩個(gè)額定負載值，那么您就可以計算出該充電泵的效率，但產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中沒(méi)有這樣的技術(shù)規格。在這種情況下，您必須根據經(jīng)驗來(lái)測量有功電流。功耗會(huì )隨數據流的頻率和線(xiàn)纜電容以及接收器輸入電阻而變化。請看下面的示例：

　　圖1：TRS3232E的功耗與頻率(每通道電阻為3kΩ)

　　之前基于TTL的RS-232器件無(wú)有功電流技術(shù)規格 —— 這沒(méi)多大關(guān)系，因為在三電源拓撲結構中有功功率的計算很容易。后來(lái)單電源充電泵RS-232器件延續了“產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)上無(wú)有功功率技術(shù)規格”的思路，但這種想法有誤，原因是您無(wú)法僅根據產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)來(lái)計算功率。