Wie kann der Strom in dieser Schaltung reduziert werden?

Ich denke, ich kann in einer Antwort feststellen, was mit der Schaltung nicht stimmt, nachdem ich sie in den Kommentaren besprochen habe:

• Sie sagen, Sie müssen den Stromverbrauch minimieren, verbrennen jedoch 13 V (24 V - 11 V) in Ihrem linearen Netzteil. Tu das nicht. Verwenden Sie ein Schaltnetzteil (Step-down), um z. B. 24 V -> 12 V (effektive Halbierung des Stromverbrauchs auf der 24-V-Schiene) und den Rest (12 V -> 11 V) mit einem LDO (Low Drop-Out) zu erledigen ) Regler, wenn Sie die Genauigkeit brauchen. Sie wahrscheinlich nicht – Opamps haben eine Versorgungsspannungsunterdrückung, die den Effekt der Versorgungsspannungsunsicherheit auf Ihr Signal eliminieren sollte.
• D2 ist eine besonders schlechte Idee, da es dazu führen muss , dass zusätzlicher Strom verschwendet wird, zumindest im "ON"-Zustand. Außerdem, wie Andy betonte: 9 V sind sogar höher als das, wofür der LMX358 spezifiziert ist! Also, das ist sogar zweimal eine falsche Wahl.
• Wenn Sie die Stromaufnahme reduzieren möchten, verwenden Sie MOSFETs anstelle von Bipolartransistoren
• Ein einfacher High-Side-MOSFET-Schalter würde die Arbeit erledigen, ohne dass Sie Energie (und damit 24-V-Strom) für die Durchlassspannung Ihrer BJTs aus den 1970er Jahren sowie deren Basisströme verbrennen
• LMX358 hat immer noch einen relativ hohen Ruhestrom und keinen Disable/Enable-Pin. Sie könnten zu TI.com gehen und sich zu "Verstärker -> Operationsverstärker -> Ultra-Low-Power-Operationsverstärker " durchklicken und einen auswählen, der direkt mit den vorhandenen Spannungen arbeitet, einen niedrigen Ruhestrom und eine hohe Versorgungsspannungsunterdrückung hat ( sodass Sie es direkt mit Ihrem SMPS anstelle des LDO verbinden können). Im besten Fall hätte es auch einen Enable-Pin, sodass Sie es einfach herunterfahren können, wenn Sie es nicht benötigen. In Ihrem Fall wäre die einfachste Lösung, den LMX358 durch einen LP358 zu ersetzen , der normalerweise nicht einmal teurer ist.
• Ich bezweifle sehr, dass Sie einen niedrigen Strom benötigen, wenn Sie eine lineare Versorgung und einen unbenannten Mikrocontroller sowie Ihren 30-Ω-R4 verwenden. Auch 24V kommen nicht von "irgendwoher". Wenn dies von einer Blei-Säure-Batterie oder einer Reihe von Alkalibatterien oder einer Reihe von wiederaufladbaren NiCd/NiMH-Batterien stammt, vergleichen Sie Ihre Ströme mit den Selbstentladungsströmen. Du wärest überrascht. Wenn dies von einem Netzadapter (220 V / 110 V ...) kommt, ignorieren Sie den Ruhestrom, da die Umwandlungseffizienz für kleine Lasten sowieso schrecklich ist. Kommt diese von einer Solarzelle, gilt dasselbe.

Da dies eine analoge Signalverarbeitungsschaltung ist, gibt es außerdem einen deutlichen Mangel an Entkopplungskondensatoren (und einen deutlichen Mangel an Berücksichtigung des Stroms, den diese lecken).

Wählen Sie wie gewohnt die richtigen Komponenten für Ihre Aufgabe basierend auf ihren Anforderungen aus. Wenn Sie die Bandbreite, die Sie vom Operationsverstärker benötigen, auf ein paar kHz und die Verstärkung auf ein paar V/V beschränken können, können Sie problemlos einen nA-Ruhestrom-Operationsverstärker einsetzen.

Es gibt so viele Probleme, dass es schwer ist zu entscheiden, wo man anfangen soll. Um klar zu sein, hier ist die Schaltung, die Sie vorschlagen:

Anscheinend möchten Sie letztendlich die Low-Side-Leistung eines Operationsverstärkers schalten, wobei die High-Side im eingeschalteten Zustand bei etwa 9 V liegt. Ihre Schaltung erhöht die hohe Seite der Stromversorgung im ausgeschalteten Zustand auf etwa 12 V, aber ich gehe davon aus, dass dies nur ein zufälliges Nebenprodukt des seltsamen Designs und keine wirkliche Anforderung ist. Die einzige verfügbare Versorgung ist +24 V.

Probleme mit Ihrem Design sind:

1. Sie zeigen den Operationsverstärker als LMX358. Wie Andy betonte, hat es eine maximale Versorgungsspannung von 8 V. Aus diesem Grund versuchen Sie anscheinend, die 24 V herunterzuregeln. Es macht jedoch keinen Sinn, sie auf 9 V herunterzuregeln, wenn der Operationsverstärker nicht mehr als 8 V verarbeiten kann .

2. Der LM358 (nicht "X" in der Teilenummer) kann bis zu 32 V absolut maximal versorgen, und 30 V werden für einige der Betriebsspezifikationen verwendet. Es kann also durchaus direkt mit 24 V umgehen. Eine separate 11-V- oder 9-V-Versorgung wäre nicht erforderlich.

   Der LM358 ist jedoch ein alter Operationsverstärker und zieht bis zu 2 mA nur für den internen Gebrauch. Es gibt neuere Opamps, die hier verwendbar sein sollten.

   Verwenden Sie idealerweise einen Operationsverstärker, der direkt mit 24 V betrieben werden kann. Das vereinfacht die Sache erheblich.

3. Wenn Sie sich wirklich Sorgen um den Stromverbrauch machen, verwenden Sie keinen BJT-Low-Side-Schalter, da Sie ihn weiterhin mit Basisstrom speisen müssen. Ein Kanal-MOSFET benötigt keinen Strom, um ihn eingeschaltet zu halten. Der IRLML6344 ist eine Möglichkeit, da er direkt von einem 3,3-V-Digitalsignal geschaltet werden kann und bis zu 30 V verarbeiten kann.

4. Treten Sie zurück und erklären Sie, welche analogen Signale dieser Operationsverstärker als Eingang erhält und was er daraus erzeugen soll. Die beste Lösung besteht möglicherweise darin, ein paar Ebenen zurückzugehen und das Problem mit einer völlig anderen Topologie zu lösen.

5. Die Leistungsminimierung muss im Hinblick auf die gesamte Schaltung berücksichtigt werden. Wie niedrig muss der Strom wirklich sein? Wenn es sich um einen Batteriebetrieb handelt, wie hoch ist der Selbstentladestrom der Batterie? Wie viel kosten andere Teile der Schaltungszeichnung schon?

   Beispielsweise macht es wenig Sinn, sich über zusätzliche 500 µA Gedanken zu machen, wenn die Selbstentladung der Batterie 3 mA beträgt oder der Mikrocontroller 10 mA zieht. Auch hier müssen Sie die gesamte Schaltung und möglicherweise verschiedene Topologien betrachten, nicht nur verschiedene Teile.

Der LMX358 hat eine absolute maximale Stromschienenspezifikation von 8 Volt, daher ist die Verwendung einer 9-Volt-Zenerdiode eine schlechte Wahl. Die Schaltung ist fatal fehlerhaft (weil die angelegte Spannung größer als 8 Volt sein wird) und dies muss zuerst behoben werden.

Da also keine Daten darüber vorliegen, wofür der Operationsverstärker verwendet werden soll, macht es keinen Sinn, den Stromversorgungsstrom zu reduzieren. Korrigieren Sie das Design, indem Sie angeben, was das Design bewirken soll, zeigen Sie die Verbindungen zum LMX358 und dann können wir fortfahren.