并行端口接口為低壓系統(tǒng)供電

SOT 降壓型 DC-DC 轉(zhuǎn)換器可有效地從并行端口“竊取”電源，同時(shí) SIM/智能卡電平轉(zhuǎn)換集成電路 （IC） 完成接口。這允許并行端口為低壓邏輯供電并與之通信。同樣的技術(shù)也可以應(yīng)用于USB設(shè)計(jì)。

對(duì)于便攜式傳感和數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，筆記本電腦及其并行端口（LPT）是很好的床伴。然而，為了延長(zhǎng)電池壽命，許多微處理器和整個(gè)系統(tǒng)以低至1.8V的邏輯電平運(yùn)行。LPT端口的5V輸出信號(hào)不容易支持延長(zhǎng)電池壽命和實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)數(shù)據(jù)采集時(shí)間所需的低壓邏輯。

由于微處理器或時(shí)鐘電路的動(dòng)態(tài)功耗主要與電壓（P = CV2f）有關(guān)，因此在低于5V的并行端口下工作的邏輯系統(tǒng)可以大大節(jié)省功耗。圖中所示電路接受來(lái)自LPT端口的數(shù)據(jù)，在2V時(shí)可提供高達(dá)100mA的電流。效率高達(dá)94%。該電路將LPT端口數(shù)據(jù)引腳上的5V邏輯電平轉(zhuǎn)換為2V，還提供ESD保護(hù)。

標(biāo)有 U1 的低壓表面貼裝 IC（內(nèi)置 MOSFET 和同步整流器的降壓型 DC-DC 轉(zhuǎn)換器）構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單高效的 2V 電源。反饋電阻R1和R2將輸出電壓設(shè)置為低至1.25 V（示例電路中的電壓設(shè)置為2V。U1 的關(guān)斷引腳直接連接到 5V LPT 控制端口的位 D1（引腳 14），允許通過(guò)軟件使能和禁用器件。

啟用時(shí)，U1 的軟啟動(dòng)功能可限制浪涌電流。肖特基二極管 D1 至 D3 與 5V LPT 數(shù)據(jù)端口的引腳 5 至 9 配合使用，為轉(zhuǎn)換器供電。軟件還可輕松啟用和禁用數(shù)據(jù)端口引腳。

作為低壓SIM/智能卡電平轉(zhuǎn)換器，U2將邏輯電平從5V轉(zhuǎn)換為2V。U2 還為輸入提供 ESD 保護(hù)。低壓轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)工作在5V邏輯電平，由輸入電容C1在大約5V時(shí)供電。U2 的輸出側(cè)由 2V 電源供電。數(shù)據(jù)串行讀入LPT狀態(tài)端口（引腳12）;時(shí)鐘 （CLK） 和片選（/CS）信號(hào)源自 LPT 數(shù)據(jù)端口和軟件。

示例數(shù)據(jù)接口由一個(gè)8位并行負(fù)載移位寄存器（U3）和一個(gè)漏極開路邏輯門（U4）組成。它讀取 U2 的 I/O 引腳并提供并行數(shù)據(jù)。PC中的軟件切換CLK和/CS線，以加載并將此并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到程序中。C++軟件和文本配置為將移位寄存器的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行格式。但是，經(jīng)過(guò)細(xì)微修改后，可以將其配置為支持微控制器接口或串行SPI、I2C或SMBus接口。

因此，該電路可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到SPI、I2C或SMBus串行接口，或8位并行輸出串行移位寄存器，如SN74HC164，后者的工作電壓為2V。目前市面上的許多器件都通過(guò)工作在低至1.5V的電壓來(lái)利用這些節(jié)能優(yōu)勢(shì)。

圖1.為了節(jié)省功耗，該電路將筆記本電腦的5V LPT并行接口轉(zhuǎn)換為在較低電壓下工作的并行接口。

審核編輯：郭婷