具有内置节电电路的一种继电器驱动的低功耗设计

多个继电器线圈可由单电源供电，该电源必须大到足以同时驱动所有线圈。另外，这些继电器被密集的排布在很小的区域内，设计时必需考虑线圈的功耗。继电器线圈所需的吸合电压远高于其保持电压。认识到这一点，就有可能设计出一种通过减少线圈驱动电流来节省能耗的电路。本应用笔记讨论一种具有内置节电电路的继电器驱动器件，用于降低整个系统的功耗。

节电设计方法

MAX4822/MAX4824继电器驱动器具有节电特性，可在FET先导通一段时间后降低驱动器电压。最初时输出驱动器为完全饱和导通的FET。经过一段可调延时后，FET上的压降调整为寄存器编程值。该延时可由外部电容设定(图1)。

节电特性能同时降低继电器线圈功耗和电源功耗。该器件的输出驱动器具有ON和OFF两种状态。

ON状态具有两种不同的状态，被称为“启动状态”和“节电状态”。在启动状态时，输出FET完全饱和导通。经过由PSAVE引

脚端电容设定的时延后，器件进入节电状态，此时FET上的压降由控制回路调节。

为了说明节电模式下的节电原理，可以对两种ON模式下的功耗进行比较。假设继电器线圈具有100直流电阻，系统使用5V电源。图2给出了由理想电感和电阻RCOIL组成的继电器线圈模型。

在启动状态，MAX4822/MAX4824输出电阻最大值为5。因此功耗可由下式计算：

ICOIL = 5V/105 = 47.6mA

PCOIL = ICOIL2 * RCOIL = 47.6mA2 * 100 = 0.227W

PDRIVER = ICOIL2 * RDRIVER = 47.6mA2 * 5 = 0.011W

PTOTAL_INIT = 0.238W

节电状态下的功耗分析略有不同。必须首先确定线圈功耗，然后才能确定驱动器功耗。最后将两者简单求和。

在节电状态下，FET输出端电压被调节为电源电压的某一百分值，该电压由内置寄存器设定。这意味着，图2所示电压VDRIVER由内部控制回路调节。回到前面所举例子，假设VDRIVER为50% (尽管MAX4822/MAX4824的允许范围为10%至70%)，则线圈的功耗为：

VCOIL = 5V- (50% * 5V) = 2.5V

ICOIL_PS = VCOIL/RCOIL = 2.5V/100 = 0.025A

PCOIL = 2.5V * 25mA = 0.0625W

要计算驱动器的功耗，切记其电流与线圈电流一样：

IDRIVER_PS = 0.025A

VDRIVER = 50% * 5V = 2.5V

PDRIVER = 0.0625W[p]