作者：Ron Michallick

系统设计人员经常会找不到典型数据表中提到的有源功耗。很多RS-232接口器件数据表只是指定了空载和关断设置下的电源电流。然而，RS-232器件在连接到远程RS-232器件时，只用于通信。数据电缆的电容和远程接收器的电阻增加了本地RS-232器件的负载，从而增加了功耗。虽然大多数新的RS-232器件会至少有一个有源电流或功率技术规格，但还是有很多RS-232器件没有这种技术规格。

有源功耗是负载功耗与器件的功率损失之和。第一步是计算接收器电阻和电缆电容的负载功率。等式1是远程接收器电阻功率方程式，表示为通道数量乘以驱动器电压的平方，再除以接收器电阻。

N x V² / R                                (1)

等式2是数据电缆的功耗，表示为驱动器峰值到峰值电压的平方乘以频率和电容。由于每次只接通一个驱动器，所以本地RS-232驱动器的数量对这个功耗没有影响。

F x C x (2 x V) ²                      (2)

持续接通RS-232数据流的最大频率为波特率的一半。任意数据流的频率为波特率的30%。

总负载功率为电阻功率（等式1）和电容功率（等式2）之和。

P = N x V² / R + F x C x (2 x V) ²

对于那些不具有电容或电感电荷泵的器件来说，负载所需的电源电流与负载电流一样。电源和输出电流直接成比例，这一点与线性电压稳压器相似。

因此，你需要将负载功率转换为负载电流。负载电流是负载功率除以驱动器电压。

I = (N x V² / R + F x C x (2 x V) ²) / V

这简化为等式3，有源负载电流。

I = N x V / R + 4 x F x C x V                   (3)

使用与电源电流一样的有源负载电流来计算由负载产生的电源功率。加上无负载功率，得到总系统器件功率。

下面是2个计算有源电源功率的示例。

示例1

GD75232收发器具有3个驱动器和5个接收器。VDD = 9V, VSS = -9V，并且VCC = 5V。最大电源电流为15mA，15mA和30mA。最大空载功率为9V x 15mA + -9V x -15mA + 5V x 30mA = 420mW。这是一个静态（无负载）功率。

数据流为120k波特交替位模式，电缆电容为2500pF，远程接收器的电阻为3kW。RS-232驱动器电压为7.5V。

将示例参数带入等式3来计算负载电流。

I = 3 channels x 7.5V/ 3000 kohms + 4 x 120kbps/2 x 2500pF x 7.5V = 12mA

由于这个电流来自VDD或VSS，支持这个负载所需的电源功率为9V x 12mA = 108mW。

总功率为无负载（静态）功率—420W，加上有源功率—108W，得到528mW的总功率值。

示例2

TRS3232E多通道RS-232线路驱动器/接收器有2个驱动器和2个接收器。VCC = 5V。无负载ICC的最大值为1mA。

这个器件具有一个电容器电荷泵，通过消耗电流来提升电压，以及使电压反相。如果数据表中有2个额定负载值，您可以计算电荷泵效率，但是数据表中却没有这些技术规格。在这个情况下，您必须凭经验来测量有源电流。功耗随着数据流的频率和电缆电容，以及接收器输入电阻而发生变化。示例如下：

图1：TRS3232E功耗与频率之间的关系，每通道电阻3kW

之前基于TTL的RS-232器件不具有有源电流技术规格；由于在3电源拓扑中，有源功率的计算相对简单，所以有没有这些技术规格差别不大。之后的单电源电荷泵RS-232器件仍然延续着“数据表中不提供针对有源功率的技术规格”的这样一个思路，但是这种想法是错误的，其原因是用户无法单凭数据表来计算功率。只要数据表不能提供足够信息，请访问德州仪器在线技术支持论坛社区RS-232论坛来获得帮助。

其它资源

l  在德州仪器在线技术支持论坛中提出问题并浏览答案。

l  访问TRS3232E产品页，下载数据表和操作说明书。

原文链接：

http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2015/08/03/active-rs232-power-consumption-why-isnt-it-in-the-data-sheet 

*博客内容为网友个人发布，仅代表博主个人观点，如有侵权请联系工作人员删除。