ключ на микросхеме что это
2.4.2 Ключи и мультиплексоры.
2.4.2. Ключи и мультиплексоры
МикросхемыК176КТ1, К561КТЗ, КР1561КТЗ
Напряжение источника питания,В ;
сопротивление нагрузки должно иметь величину порядка 100 кОм и более. В любом случае амплитудные значения коммутируемого сигнала не должны быть выше напряжения источника питания и ниже нуля.
При подаче на адресные входы 1 и 2 двоичного кода адреса и на вход S лог. 0 выходы мультиплексоров соединяются со входами, номера которых соответствуют десятичному эквиваленту кода адреса. Если на входе S лог. 1, выходы мультиплексоров отключаются от входов и переходят в высокоимпедансное состояние. Соединение входов с выходом мультиплексора происходит аналогично соединению в микросхемах К176КТ1, К561КТЗ и КР1561КТЗ при помощи двунаправленных ключей на комплементарных МОП-транзисторах. Передаваемый через мультиплексор сигнал может быть как аналоговым,
так и цифровым, он может передаваться как со входов на выход (микросхема работает в режиме мультиплексора), так и с выхода распределяться на входы (режим демультиплексора).
Для получения большего числа каналов входами стробирования микросхем КП1 следует управлять от дешифратора КР1561ИД7, через инверторы от дешифраторов КР1561ИД6, К561ИД1 (рис. 253) или от счетчиков К561ИЕ8 или К561 ИЕ9.
Вторую ступень мультиплексирования можно выполнить на микросхемах К176КТ1, К561КТЗ или КР1561КТЗ. Для примера на рис. 256 приведена схема мультиплексора-демультиплексора на 8 каналов. Если необходимо мультиплексирование лишь цифровых сигналов, вторая ступень мультиплексора может быть выполнена на микросхеме К561ЛС2, при этом вход стробирования S должен быть соединен с общим проводом (рис. 257).
Одну микросхему К561 КП1 или КР1561 КП1 можно использовать как четыре ключа, управляемых двухразрядным кодом (рис. 258). В зависимости от кода, поданного на входы 1 и 2, могут быть соединены выводы Х0 и Y0, XI и Y1 и т. д.
Мультиплексоры, коммутаторы, электронные ключи
Современные коммутаторы сегодня — это микросхемы с разной степенью интеграции элементов, обеспечивающие управление электрическими сигналами. Название этих устройств происходит от слова «коммутировать», что означает включать- выключать. Простейшими коммутаторами можно назвать электромагнитные реле.
Однако они имели и имеют массу недостатков, являются источником индуктивных помех, небезопасных для современных электронных компонентов. Прогресс шел вперед, и в дальнейшем были разработаны коммутаторы на основе полупроводников. Эти устройства обладали несомненными преимуществами перед громоздкими и неэкономичными электромагнитными реле, но наряду с положительными качествами они имели несомненные недостатки. Их управляющая и коммутируемая цепи являются электрически связанными и влияют друг на друга, то есть имеется обратная связь. С появлением современной вычислительной техники, высокоинтегрированных микросхем, чувствительным к сигналам малых амплитуд напряжения и токов, потребовался электронный прибор, сочетающий в себе оптимальные свойства реле и лучшие качества транзисторных схем. Было создано новое поколение оптоэлектронных коммутаторов, включающих в себя оптрон с чувствительным входом, то есть излучатель, фотоприемник и усилитель. Преимущество нового прибора оказалось очевидным — полная гальваническая развязка входной (управляющей) и выходной (коммутируемой) цепей. Связь излучателя с фотоприемником осуществляется посредством световых сигналов, при передаче световых импульсов электрические заряды не являются переносчиками информации. Тем самым отсутствует обратная связь — какие бы процессы не происходили в коммутируемой цепи нагрузки, они не влияют на цепь управления и косвенно защищают ее.
Кроме оптоэлектронных и индукционных коммутаторов сегодня среди радиолюбителей популярны коммутаторы на транзисторных схемах (полевых и биполярных), «спрятанных» в корпус микросхемы. Наиболее популярны, безусловно, коммутаторы на основе МОП-транзисторов — они отличаются чрезвычайно низким потреблением тока (единицы микроампер), стабильно работают в широком диапазоне напряжений питания и помехозащи- щены. Это электронные ключи. Промышленностью выпускаются также микросхемы для коммутации аналоговых сигналов (их удобно применять в соответствующей аудио- и видеоаппаратуре с двуполярным напряжением питания).
Кроме них, в этом сообществе коммутаторов выделяется группа приборов, называемых мультиплексорами. Они могут управлять несколькими цепями сигналов в зависимости от цифрового кода на входах управления. Различают мультиплексоры аналоговых и цифровых сигналов.
О принципах действия коммутаторов-микросхем различных серий рассказывается в этом приложении и таблице. В справочном материале, приводимом здесь, подобраны наиболее популярные и функциональные отечественные микросхемы, доступные для всех радиолюбителей. Подборка материала призвана оказать практическую помощь радиолюбителям-конструкторам РЭА и всем заинтересованным радиолюбителям. Надо заметить, что в низковольтных схемах коммутаторы работают стабильно и надежно часто в круглосуточном режиме много лет подряд. Автор не приводит в своей статье обширных справочных данных для рассматриваемых микросхем, полагая, что при необходимости с такой информацией можно легко ознакомиться в соответствующих справочных изданиях. Эта подборка для относительно опытных радиолюбителей, знакомых с принципами действия коммутаторов, ключей и мультиплексоров и конструирующих на их основе различные электронные устройства.
Микросхемы на биполярных транзисторах
Микросхемы серий К101КТ1, К124КТ1. Источник питания с последовательно соединенной нагрузкой подключается к выходной цепи. Сигналы управления подаются на два входа (выводы 2 и 5). Общий вывод — 7, вывод питания — 3.
Рис. п2.1. Цоколевка прерывателей, коммутаторов, переключателей, мультиплексоров и оптоэлектронных реле
К119КП1 — транзисторный ключ с управлением по входу 12. Нагрузка подключается к выходному выводу 8. Параметры управляющих сигналов указаны в таблице. Общий вывод 3 и 4 (объединить), вывод питания — 11.
Микросхемы серии К149КТ1 работают в режиме токового ключа по принципу резисторно-транзисторной логики. Четыре транзисторных ключа с биполярными транзисторами, управляемые по входам 1, 2, 3, 4, коммутируют устройства нагрузки, подключаемые к соответствующим выходам Q (выводы 2, 5, 10, 13). Общий вывод 14, отдельного напряжение питания подавать не нужно.
Рис. п2.2. Цоколевка прерывателей, коммутаторов, переключателей, мультиплексоров и оптоэлектронных реле
Приборы К162КТ1 — одноканальные коммутаторы на биполярных транзисторах. Источник питания с последовательно соединенной нагрузкой подключаются к выводам 1, 7. Входные выводы 10 и 12 являются управляющими.
Современные микросхемы на элементах КМОП
Микросхема К108КТ1 реализована на полевых транзисторах. Их истоки объединены, а стоки свободны, образуя таким образом, шесть каналов. Выходные сигналы снимаются со стоков этих транзисторов (выходы Q1—Q6). Управляющими входами (выводы 1, 2, 3, 4, 5, 6) служат затворы соответствующих транзисторов. Микросхема представляет собой шестиканальный независимый по входной цепи ключ с общим питанием. Общий — 1, вывод питания — 8.
Микросхемы К547КП1 изготовлены по МОП-технологии на полевых транзисторах. Реализовано четыре переключающих
Цоколевка прерывателей, коммутаторов, переключателей, мультиплексоров и оптоэлектронных реле
канала с одним входом управления и двумя выходами для подключения источника питания и нагрузки. Максимальный постоянный ток через нагрузку имеет ограничение в 20 мА.
Серия микросхем К590КН — однотипная. Они изготовлены по МОП-технологии и различаются по допустимому напряжению питания и функциональным задачам. КН1, КН6 — аналоговые ключи, коммутирующие сигналы из восьми каналов (входы D1—D8) в одну линию Q (вывод 10). У этих микросхем имеются три управляющих цифровых входа, с помощью которых производится выборка каналов, и один вход разрешения коммутации Р. Общий вывод 7. Выводы для подключения питания 8 (-15 В) и 16 (+5 В).
КНЗ имеют две группы каналов на четыре входа каждая. Они могут коммутироваться, соответственно, к двум выходным линиям 01 и Q2. Управляют переключением логическими сигналами, подаваемыми на входы Л1 и Л2, при условии, что на входе разрешения Р присутствует высокий логический уровень. Общий вывод 15. Напряжение питания подается, соответственно, на выводы 14 и 3.
КН4 предназначены для коммутации аналоговых сигналов по четырем каналам. Двумя первыми каналами, из которых 1D1 — 1Q1 нормально разомкнут, а линия 1D2 — 1Q2 нормально замкнута, управляет логический сигнал Л1. А второй группой каналов (2D1 — 201 нормально замкнут, 2D2 — 2Q2 нормально разомкнут) управляет логический сигнал, поступающий на вход Л2. Управляющий цифровой сигнал меняет состояние проводимости каналов на противоположное. Общий вывод 13, напряжение питания подается, соответственно, на выводы 11 и 14.
Микросхемы 168КТ2А—В предназначены для коммутации аналоговых сигналов и состоят из четырех независимых каналов. Управляющие выводы 2, 6, 9, 13 подключены к затворам МОП-транзисторов. К независимым друг от друга цепям коммутации 1, 3, 5, 7, 8, 10, 12, 14 подключается источник питания и нагрузка. Управление осуществляется подачей импульсов отрицательной полярности на входы. Общей шины нет. Вывод для подключения питания — 11.
Серия микросхем К190 прекрасно зарекомендовала себя в качестве многоканальных коммутаторов аналоговых сигналов. (Коммутация аналоговых сигналов в некоторых случаях позволяет коммутировать и цифровые импульсы МОП-уровня.) КТ1 имеет пять каналов, связанных между собой одной шиной, она же является общим выводом микросхемы (вывод 6). К нему же подключены выводы стоков всех транзисторов. Внешние нагрузки подключаются последовательно с источником питания к выходам соответствующих каналов (выводы 2, 4, 8, 10, 12). Управляющие выводы 1, 3, 7, 9, 11 внутри микросхемы подключены к затворам коммутирующих транзисторов. Это самая простая по функциональности микросхема — аналоговый ключ.
Четырехканальные коммутаторы КТ2 связаны стоковыми выводами полевых транзисторов попарно. Первый и второй канал имеют общий вывод — 6, третий и четвертый — 9 вывод. Внешняя нагрузка и источник питания последовательно подключены к выходам каналов (выводы 4, 7, 8, 10). Управляющие сигналы соответствующего канала подаются на выводы 3, 2, 1, 12.
Микросхема К561КТЗ — четырехканальный коммутатор. Эквивалентная схема ключа — однополюсная, рассчитанная только на замыкание электронного контакта. На управляющие входы следует подавать положительный сигнал амплитудой более 3 В (при ипит = 5 В). Такие коммутаторы можно применять в таких аналоговых узлах, как переключатели-мультиплексоры, схемы выборки сигнала, прерыватели-модуляторы для операционных усилителей, коммутационные ключи, модуляторы-демодуляторы. Можно применять коммутаторы для нестандартных схем ЦАП-АЦП, а также схем цифрового управления частотой, фазой, коэффициентом усиления сигнала. Удобно с помощью таких элементов делать «врезки» одних сигналов в другие. Проще, вероятно, перечислить узлы, в которых невозможно применять такие схемы — их можно счесть по пальцам.
Микросхемы К561КП1 и КП2 — демультиплексоры, содержащие восемь каналов коммутации цифровых или аналоговых сигналов. Микросхема К561КП2 имеет восемь входов и один выход. В микросхеме КП1 те же восемь каналов образуют четырехканальный дифференциальный коммутатор. Питание подается на вывод 16, общий провод — вывод 8. Минус источника питания подключается также к выводу 7. Для восьмиканального варианта нужен трехразрядный код управления (А, В, С). Для четырех каналов достаточно двух разрядов управляющих сигналов — А и В. Если на входе разрешения Е высокий логический уровень — все каналы разомкнуты, микросхема заблокирована.
Сопротивление включенного канала при 11пит = 5 В составляет 0,5…2 кОм. Время задержки распространения не превышает 30 не. SG1 КП1 и КП2 можно подключать к одному источнику питания +15 В. Если это напряжение поделить на два 7,5 В + 7,5 В = 15 В и подключить среднюю точку к выводу 8, а
Аналого-цифровые электронные ключи
к.т.н., доцент Петров Евгений Федорович
к.т.н. РОЗОВ Андрей Валентинович
(ООО «Технический центр ЖАиС»)
I. Общие замечания.
Основным отклонением реального ключа от идеального является наличие внутреннего сопротивления, которое всегда носит комплексный характер (что особенно проявляется на высоких частотах). Активная составляющая внутреннего сопротивления реального ключа снижает величину амплитуды напряжения и тока. Наличие же реактивного сопротивления делает ключ инерционным, увеличивает время переключения. В том случае, когда реактивная составляющая внутреннего сопротивления ключа носит емкостной характер, то ее заряд и разряд имеют разные постоянные времени. При этом время разряда меньше времени заряда и замыкание ключа происходит всегда медленнее, чем его размыкание. Соответственно, если не предпринять соответствующих мер, то аналоговый сигнал, проходящий через ключ, всегда будет искажен. Кроме этого, практически все аналого-цифровые ключи имеют и коммутационные выбросы, которые также приводят к искажению аналогового сигнала. Эти и ряд других проблем и необходимо решить в ходе разработки электронного ключа.
В качестве ключевого элемента схемы рассмотрим применение диодов, транзисторов и микросхем.
Все приведенные ниже принципиальные схемы устройств рассмотрены для входного сигнала с частотой выше 20 МГц.
II. Диодный ключ
Принципиальная электрическая схема ключа изображена на рис.1. В данной схеме в качестве ключевого элемента используются диоды типа КД407А, имеющие малую проходную емкость обратно смещенного перехода (около 1 пФ при Uобр=5 В и равную, примерно, 0,5 пФ при Uобр=12 В) и малое дифференциальное сопротивление прямо смешенного перехода, приблизительно равное 1 Ом.
В исходном состоянии диоды VD1 и VD2 закрыты подаваемым на них через открытый диод VD3 запирающим напряжением около 12 В. В этом случае сигнал, действующий на входе ключевой схемы на ее выход проходить практически не будет: большое сопротивление встречно включенных закрытых диодов VD1 и VD2, и шунтирование нагрузки малым сопротивлением открытого диода VD3 позволяют получить затухание входного сигнала около 70 дБ.
Достоинствами данной схемы являются:
— относительно большое входное сопротивление схемы формирователя токов (более 3 кОм) и ее высокая температурная стабильность;
— независимость работы схемы ключа от выходного сопротивления источника управляющего сигнала;
— исключена взаимосвязь между источниками аналогового и импульсного сигналов;
— малое прямое затухание (приблизительно 2 дБ).
К недостаткам схемы следует отнести:
— наличие коммутационных выбросов, определяемых дифференцирующими элементами схемы и переходными процессами в диодах;
— необходимость высокоэффективной экранировки ключа, позволяющей исключить просачивание радиосигнала в его обход и выполнение монтажа с возможно малыми паразитными емкостями.
II. Транзисторный ключ.
Принципиальная электрическая схема ключа приведена на рис.3. В ее основу положена широко распространенная схема с транзисторами p-n-p и n-p-n типа (схема с дополнительной симметрией), базы которых присоединены к общей входной цепи. Обычно усилители, выполненные по такой схеме, работают в режиме B.
Поскольку по нагрузке (время покоя) токи транзисторов протекают встречно, то при одинаковых параметрах транзисторов выходной ток будет близким к нулю. Однако из-за невозможности получения полной симметрии схемы затухание входного сигнала при «закрытом» ключе составляет около 50 дБ.
В качестве каскада, управляющего работой ключа, применен каскад с разделенной нагрузкой, который иногда называют однотранзисторным парафазным, выполненный на полевом транзисторе VT1. Поскольку ток стока почти не отличается от тока истока, сопротивления нагрузки, включенные, соответственно, в стоковую и истоковую цепи, выбраны одинаковыми.
Выходные напряжения, снимаемые с нагрузок каскада, подаются на эмиттеры транзисторов ключевой схемы и открывают его, т.е. переводят каскад в режим, эквивалентный режиму AB усилителя. При этом, если на входах транзисторов присутствует аналоговый сигнал, амплитуда которого превышает напряжение смещения, то при положительной полуволне открывается транзистор VT3, а состояние транзистора VT2 не изменяется. Наоборот, при отрицательной полуволне входного сигнала ток протекает через транзистор VT2, а транзистор VT3 остается закрытым. Таким образом входное напряжение будет передаваться на выход.
Осциллограмма выходного сигнала приведена на рис. 4.
Основным недостатком данной схемы является трудность подбора транзисторов с идентичными характеристиками. Кроме этого схема требует наличие двух источников питания и имеют место коммутационные выбросы.
— простота управляющего работой ключей каскада и равномерная его нагруженность в оба полупериода;
— хорошая температурная стабильность.
III. Ключ на микросхеме.
В данном случае в качестве ключевого элемента используется интегральная микросхема типа 526ПС1 (MC1596, 174ПС1) рис.5.
Основным узлом микросхемы является счетверенный дифференциальный усилитель с перекрестными связями (транзисторы VT1, VT4, VT5, VT6). По своему действию он подобен усилителю с общим эмиттером, но его эмиттерные токи не зависят от входного напряжения. Нетрудно заметить, что разность выходных токов усилителя (являющаяся выходной величиной) пропорциональна не только входному напряжению усилителя (оно поступает на вход X, вывод 10), но и разности токов эмиттеров:
Токи эмиттеров можно регулировать подачей напряжения на базы транзисторов VT2 и VT7 (это напряжение поступает на вход Y, вывод 11) при замкнутых выводах 2 и 12.
Если к выводам 8 и 9 подключить нагрузки, имеющие одинаковые сопротивления, то выходной сигнал можно получить в виде разности напряжений:
Внутренний стабилизатор (диоды VD1. VD5 и резистор R9) обеспечивает стабильную работу схемы по постоянному току и задает смещение на транзисторы VT3 и VT8, поддерживая эмиттерный ток счетверенного усилителя постоянным.
Из приведенной для выходного напряжения формулы можно легко вывести, что зависимость выходного напряжения от входных потенциалов нелинейна. Линейный диапазон по входу Y можно расширить, если между выводами 2 и 12 включить резистор Ry. Тогда величина разности входных токов будет определяться уравнением:
Схема включения микросхемы в качестве ключа показана на рис. 6.
В исходном состоянии:
— при наличии на входе X аналогового сигнала и симметричной нагрузки ∆Iвых=0 и напряжение на выходе схемы отсутствует;
— при подаче на вход Y импульсного сигнала нарушается симметрия схемы и входной аналоговый сигнал проходит на выход без нарушения своей формы.
Осциллограмма выходного напряжения показана на рис. 7
Достоинствами схемы являются:
— получение на выходе практически неискаженного сигнала.
К недостаткам схемы следует отнести сравнительно большое просачивание входного сигнала на выход схемы в закрытом ее состоянии (подавление составляет немногим больше 40 дБ).
Однако этот недостаток можно устранить с помощью последовательного включения двух ключей, что позволяет получить подавление входного сигнала (в момент «закрытого» ключа) не менее, чем на 70 дБ.
Интеллектуальные ключи. Вопросы и ответы
Интеллектуальные ключи используются для коммутации питания ИС, отдельных цепей и частей схемы. Они оказываются полезными как с точки зрения уменьшения потребления, так и с точки зрения возможности использования нескольких уровней питающих напряжений. В данной статье, построенной в виде вопросов и ответов, рассматривается техническая реализация интеллектуальных ключей, обсуждаются их основные особенности и преимущества. При этом речь идет об интеллектуальных ключах, предназначенных для работы с умеренными напряжениями и токами (десятки Вольт – единицы Ампер), и которые изготавливаются в рамках стандартной КМОП-технологии. При этом на рынке присутствуют интеллектуальные ключи, способные коммутировать более высокие напряжения и токи.
Что из себя представляет коммутатор нагрузки?
Говоря простым языком, коммутатор нагрузки представляет собой электронный ключ, который осуществляет коммутацию питания микросхем, групп микросхем или отдельных частей схемы.
Многие микросхемы имеют специальный вывод, который позволяет перевести микросхему в режим ожидания. В ряде случаев ИС поддерживают различные режимы пониженного потребления, которые можно активизировать программно. Зачем же нужно коммутировать питание ИС?
Да, в большинстве современных микросхем реализованы подобные функции, но бывают случаи, когда требуется сэкономить как можно больше энергии за счет полного отключения отдельных частей схемы. Речь идет, например, о цепях подтяжки, портах ввода/ вывода ИС, резистивных делителях или даже о дискретных транзисторах, которые могут становиться причинами утечек. Дело в том, что перевод микросхемы в режим ожидания отключает только саму микросхему, а цепи обвязки с пассивными компонентами будут продолжать потреблять. Кроме того, существуют системы с несколькими уровнями питающих напряжений, в которых последовательность включения и выключения питания имеет решающее значение (подробнее об этом рассказывается ниже). В таких случаях коммутация нагрузок позволяет разработчику устанавливать требуемый порядок подачи различных уровней напряжений питания.
Как осуществить коммутацию питания?
Базовая схема коммутации относительно проста и содержит силовой МОП-транзистор и драйвер (рис. 1). В данной схеме предполагается, что ток течет от истока к стоку. Включение и выключение МОП-транзистора осуществляется с помощью драйвера, который формирует на затворе управляющий сигнал с требуемыми параметрами тока и напряжения. Драйвер отвечает за то, чтобы транзистор включался и выключался полностью и максимально «чисто».
Рис. 1. В принципе, все, что требуется для коммутации питания нагрузки с помощью цифрового сигнала управления – это МОП-транзистор (верхний ключ) и соответствующий драйвер (нижний ключ)
Электронные ключи являются идеальной заменой для механических выключателей?
Нет, электронные ключи не являются идеальной заменой для механических переключателей, но существующие между ними различия оказываются некритичными в большинстве приложений. Сопротивление контактов замкнутого механического переключателя составляет единицы мОм или даже меньше, а в разомкнутом состоянии сопротивление стремится к бесконечности. Электронный ключ в замкнутом состоянии имеет сопротивление единицы и десятки мОм, а в разомкнутом состоянии на уровне единиц МОм. В то же время, в большинстве случаев использование электромеханических переключателей (в частности, реле) оказывается непрактичным с точки зрения размера, веса, скорости и конечной стоимости электронной схемы и печатной платы.
Какие трудности возникают при использовании обычных МОП-транзисторов для коммутации нагрузки?
Во-первых, как отмечалось выше, МОП-транзистор нуждается в правильно спроектированном драйвере, так как затвор большинства полевых транзисторов не может напрямую управляться низковольтным цифровым выходом. Кроме того, выходного/ входного тока стандартных портов ввода/ вывода также не всегда хватает для управления транзистором.
Во-вторых, схема, состоящая из одного МОП-транзистора, не защищает от многих негативных явлений, возникающих на линиях питания. Речь идет о помехах, генерируемых источником питания или нагрузкой, коротких замыканиях и ВЧ-шумах. Наконец, приведенная на рис. 1 схема управления затвором обеспечивает только включение и выключение транзистора, но не позволяет эффективно задавать скорость переходных процессов коммутации. То есть, для некоторых приложений скорость включения/выключения окажется слишком высокой, а для других слишком низкой.
В-третьих, несмотря на кажущуюся простоту, даже элементарная схема, состоящая из транзистора и драйвера, требует времени на проработку. Разработчик должен определить ключевые параметры схемы, задать минимальные и максимальные значения, выполнить анализ надежности с учетом требуемой производительности и условий эксплуатации.
Существует ли альтернатива?
Производители интегральных микросхем заметили потребность рынка и создали специализированные интегральные решения – интеллектуальные ключи, которые не только выполняют коммутацию нагрузки, но и реализуют множество других полезных функций, обеспечивая при этом простоту использования.
Что такое интеллектуальный ключ?
Интеллектуальный ключ – это интегральный компонент, который позволяет осуществлять коммутацию питания нагрузки с помощью низковольтного цифрового выхода (например, порта ввода/ вывода микроконтроллера).
Трудно ли использовать интеллектуальный ключ?
Нет, на самом деле работать с ними очень просто. Обычные интеллектуальные ключи имеют четыре вывода: вывод для подключения входной шины питания, вывод для подключения выходной шины питания, земля, вход управления (рис. 2). Интеллектуальные ключи объединяют в одном корпусе МОП-транзистор, драйвер, а также другие функциональные блоки. При этом их габариты оказываются весьма компактными. Некоторые интеллектуальные ключи требуют размещения дополнительных развязывающих конденсаторов на силовом входе и выходе.
Рис. 2. Интегральный интеллектуальный ключ имеет четыре вывода и отличается максимально простой схемой включения
Какие дополнительные функции могут выполнять интеллектуальные ключи?
Интеллектуальные ключи имеют множество дополнительных возможностей, которые с одной стороны повышают их функциональность, а с другой стороны не требуют каких-либо усилий от пользователя и мало влияют на габариты. В частности интеллектуальные ключи контролируют скорость нарастания и спада выходного сигнала, обеспечивают защиту от различных негативных факторов (перенапряжений, перегрузок по току, перегрева и т.д.), выполняют мониторинг аварийных ситуаций (рис. 3).
Рис. 3. Интеллектуальные ключи кроме коммутации нагрузки способны выполнять и множество других дополнительных функций
Какие преимущества дает использование интеллектуальных ключей?
Существует несколько важных преимуществ:
Последняя функция не всегда полезна. Если выход интеллектуального ключа подключен к аккумулятору, то при наличии функции подтяжки выхода аккумулятор начнет разряжаться через резистор. Так ли это?
Да, это правда. Проблема решается двумя способами: одни производители позволяют отключать эту функцию, а другие предлагают два варианта исполнения интеллектуального ключа – с функцией подтяжки выхода и без нее.
Какие еще преимущества дают интеллектуальные ключи?
Используя несколько интеллектуальных ключей, можно независимо коммутировать питание отдельных частей схемы с помощью цифровых выходов (например, портов ввода/ вывода микроконтроллера) (рис. 4). При этом коммутация потребителей будет производиться в соответствии с требуемой последовательностью и с заданными задержками. Таким образом, интеллектуальные ключи способны выступать в качестве силовых вентилей в масштабируемой и эффективной системе управления питаниям.
Рис. 4. Используя несколько интеллектуальных ключей, можно напрямую управлять временем и очередностью включения отдельных частей схемы. Это имеет большое значение для сложных систем, использующих несколько уровней питающих напряжений
На какие основные параметры следует обратить внимание при выборе интеллектуального ключа?
Параметры интеллектуальных ключей во многом аналогичны параметрам МОП-транзисторов:
Заключение
Интеллектуальные ключи представляют собой компактные, удобные и простые в использовании компоненты, которые позволяют решать многие проблемы на системном уровне, включая увеличение срока службы аккумулятора, уменьшение уровня рассеиваемого тепла, точное управление временем и последовательностью включения/ выключения нагрузок. Достоинством интеллектуальных ключей также является невысокая стоимость.