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科普知識
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光傳感器

耗電不到10μA、帶有邏輯輸出的微型光傳感器

發布日期:2022-10-09 點擊率:71

  在便攜式儀表中,一種耗電極低的光檢測電路可用來自動監測背景光。該功能可以很容易地通過一個邏輯門或施密特觸發器實現,但這種方法會消耗可觀的電源電流。IC1電路(圖1)提供了另一種更好的方案。

 

 

  圖1. 這個光傳感器在光強超過由R1取值決定的水平時給出一個由低到高的輸出跳變

  電源電流隨電壓變化的對數曲線(圖2)可以說明問題。正如所預期的,CMOS電路如74HC04反相器和74HC14施密特觸發器,當它們的輸入接近電源端(電源電壓或地)時僅消耗極小的電流(< 1A)。然而,在中間值時,5V工作的74HC04將消耗大于10mA的電流! 74HC14稍好一些,但在中間值時仍要消耗超過0.5mA的電流。這樣大的電流給使用帶來問題,因為在光檢測電路中中間狀態會持續很長時間。

 

 

  圖2. 這些曲線對圖1中IC1所吸取的電源電流(最下面的曲線,標有MAX837,3.6V)和其它器件進行了對比+3V供電將降低大約3倍的電源電流,但是工作電流仍很顯著。加入滯回也能有所幫助,但仍留有一點(或者高于或者低于切換門限),在該點CMOS器件還是要吸收過多的A類電源電流。

  最下面的曲線代表IC1的電源電流,在整個信號范圍內電流發生輕微的變化,且未超過7A。外部光傳感和偏置電阻在+5V供電時最多消耗3?A電流,這樣電路的總電源電流小于10?A且于光強無關。不同于其它方法,本電路將光強(由R1上的電壓表示)和一個固定基準電壓比較,而非無嚴格規定的邏輯門限。

  電源電壓介于+2.5V至+11V之間,且在+11V時測得的電源電流僅為幾個微安。IC1也可用漏極開路的型號(MAX836),其輸出(接一個上拉電阻)在混合電壓系統中可以超出電源電壓。如果降低功耗比體積更重要,可選擇MAX931比較器/基準IC。它采用縮小的SO-8封裝,稱作MAX (相比之下MAX837則為SOT封裝),但其最大電源電流僅3?A。MAX837內置滯回電路省去了外部滯回電阻。

  

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