Reduzierung des Stromverbrauchs des IO-Expanders beim Ansteuern von LEDs

Ich habe einen IO-Expander-Chip, der als Senkenschalter für einige LEDs fungiert.

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Das Datenblatt nennt zwei Optimierungen zur Vermeidung von Kriechströmen:

OptimierungsInfo

Entweder um diesen 100k-Widerstand hinzuzufügen oder die LED auf einem höheren Spannungspegel als den Chip zu betreiben. Ich verstehe nicht, wie das hilft, Strömungen zu vermeiden. Auf dem von mir verwendeten Spannungspegel kann der Ausgang P1 auf etwa 0,8 V unter VDD getrieben werden, sodass ich erhalte, dass ein Strom über die Diode fließt. Ich komme auch irgendwie auf die Idee, P1 über einen 100k-Widerstand höher zu ziehen, um den Strom über der LED zu verringern. Aber fließt dadurch nicht einfach der gleiche Strom über den Widerstand? Wie würde das den Strom über P1 entfernen?

Der Chip U1 verwendet PMOS- und NMOS-Transistoren.

Abb. 14 ist sogar noch seltsamer. Das hat mit dem Innenleben des Chips zu tun, richtig?

Das betreffende Datenblatt: http://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/VR5100.pdf

EDIT nach der Antwort von next-hack

Ok, mea culpa, ich hatte überstürzt einen Link zum falschen Datenblatt gepostet, das ist das, das ich verwendet habe , aber praktisch gleich dem, was next-hack bereits als die fragliche Komponente abgeleitet hatte, wobei die Gültigkeit der von ihm geposteten Informationen erhalten blieb.

Das ist ungewöhnlich. Können Sie die Chipnummer und einen Link zum Datenblatt posten?
Was ist überhaupt ein Leckstrom?
Leckage: en.wikipedia.org/wiki/Leakage_(electronics)#In_semiconductors . Wusste nicht, dass wir solche Links posten dürfen. Ich habe es hinzugefügt.

Antworten (1)

Der in der Frage angegebene Link verweist nicht auf einen Port-Expander. Dieser Link http://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/PCA9538.pdf verweist auf einen Port-Expander mit denselben Strategien, die in der Frage gezeigt werden.

Dieses Datenblatt bezieht sich nicht auf Leckstrom, sondern richtigerweise auf IDD.

Aus dem Datenblatt:

Minimierung von IDD, wenn die I/Os zur Steuerung von LEDs verwendet werden

Wenn die I/Os zur Steuerung von LEDs verwendet werden, werden sie normalerweise über einen Widerstand mit VDD verbunden, wie in Abbildung 11 gezeigt. Da die LED als Diode wirkt, ist der I/O VI bei ausgeschalteter LED etwa 1,2 V kleiner als VDD. Der Versorgungsstrom IDD steigt an, wenn VI niedriger als VDD wird. Designs, die den Stromverbrauch minimieren müssen, wie z. B. Batteriestromanwendungen, sollten in Betracht ziehen, die I/O-Pins größer oder gleich VDD zu halten, wenn die LED aus ist.

Hier ist der Grund:

Jeder Pin Ihres Port-Expanders hat einen Ausgangspuffer (der deaktiviert werden kann, z. B. beim Zurücksetzen oder Herunterfahren, falls vorhanden) und einen Eingangspuffer, der nicht getrennt werden kann. Dieser Eingangspuffer ist typischerweise ein Inverter.

Wenn sich entweder der Port-Expander im Reset-/Power-Down-Zustand befindet oder der Pin als Eingang konfiguriert ist, wäre die Spannung am GPIO-Pin etwas über Vdd-Vled (natürlich - Ileak * R). Unter der Annahme, dass Vled = 2 V 1,2 V (EDIT: Das Datenblatt gibt 1,2 V und nicht 2 V an, höchstwahrscheinlich, weil der Strom extrem niedrig ist: der Eingangsleckstrom), liegt der Eingang des Wechselrichters extrem nahe an der Logikschwelle (VDD / 2), und beide MOSFETs sind eingeschaltet (direkte Pfadleitung). Der 100-kΩ-Widerstand zieht den Eingang hoch, zwingt Vdd zum Inverter und schaltet den pMOSFET aus.

In ähnlicher Weise haben Sie bei der Anordnung rechts 5 V - 2 V = 3 V, was hoch genug ist, um den pMOSFET auszuschalten.

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Ah, gute Infos. Grundsätzlich liegt das Problem beim Durchschussstrom im Eingangspuffer.
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