Domanda:
Cosa succede quando due circuiti digitali sono collegati e uno è alimentato ma non l'altro?
Mister Mystère
2015-10-28 17:38:18 UTC
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Assumi la seguente configurazione generica in cui due circuiti digitali sono interconnessi ma hanno alimentatori indipendenti (ad es. due microcontrollori ridondanti).

schematic

simula questo circuito - Schema creato utilizzando CircuitLab

Ora, cosa succede se V1 è ON ma V2 è OFF (o viceversa)? Generalmente mi proteggo da questo scenario inserendo resistenze sulle linee in modo tale che la corrente di cortocircuito sia inferiore alla corrente di caduta massima dei pin.

  1. È necessario (forse qualcosa da cercare nelle schede tecniche?)? Cosa accadrebbe al livello del transistor se non fosse inclusa alcuna protezione? In generale, vengono utilizzati MOSFET in modalità di miglioramento, il che significa che tutti gli interruttori sono spenti (aperti) quando non è presente tensione, quindi non capisco perché potrebbe esserci un problema.
  2. Esistono altri mezzi di protezione? Quei resistori mi impediscono di far funzionare le linee di comunicazione ad alta frequenza a causa della costante di tempo con la capacità di ingresso.

Questa deve essere una domanda che è già stata affrontata ma non riesco a trovare qualsiasi su SE.

Tieni presente che questa domanda riguarda solo la protezione da eventi brevi o improbabili: entrambe le forniture saranno ATTIVE per il funzionamento nominale.

Dipende interamente da come sono costruiti i circuiti.Tra il nulla e la fuga di fumo magico, tutto è possibile.
Potresti approfondire ciò da cui dipende il risultato, se possibile fornire esempi?Qualcosa da cercare nella scheda tecnica per determinare se è sicuro accoppiarsi così com'è?
Quanto è alta l'alta frequenza?
[Questo] (http://electronics.stackexchange.com/questions/194782/floating-vdd-nv-pokemon-saves) può accadere.
L'alta frequenza arriva fino a ~ 100 MHz, comunicazioni digitali standard.
Cinque risposte:
Peter Smith
2015-10-28 18:53:03 UTC
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Se la tua logica supporta la funzione Ioff implementata da TI e altri, puoi spegnere in sicurezza un lato senza fare alcun danno all'altro, a condizione che le tensioni applicate rientrino nei limiti specificati.

Da quel thread:

La funzione Ioff serve per isolare il dispositivo quando Vcc = 0. I 10 mA sono la quantità massima di corrente che il dispositivo immetterà / emetterà mentre Vcc è 0V. (Questo si riferisce allo specifico dispositivo interrogato).

La definizione ufficiale:

Ioff - La massima corrente di dispersione in un terminale di ingresso o di uscita del dispositivo, con la tensione specificata applicata al terminale e VCC = 0 V.

Il circuito di protezione Ioff garantisce che non venga prelevata corrente eccessiva da o a un ingresso, un'uscita o un I / O combinato polarizzato a un voltaggio specificato mentre il dispositivo è spento.

Questa è una funzione incredibilmente utile e cerco di assicurarmi di utilizzare questi tipi di dispositivi nei sequencer di alimentazione (in particolare), dove lo stato di alimentazione di alcuni circuiti può essere sconosciuto per un breve periodo di tempo.

HTH

Bello, mai sentito prima.Qual è il significato di HTH (non l'hai nemmeno sentito ...)?
Spero possa aiutare :)
Grazie, non ero a conoscenza di quello standard.Ora è qualcosa che posso cercare nella scheda tecnica.
user
2015-10-28 22:14:47 UTC
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Questo può portare a cose come alimentare i dispositivi tramite i pin I / O, che in genere è una cattiva idea. Un modo semplice e comune per risolverlo è utilizzare un optoisolatore, in modo che sia impossibile che la corrente fluisca attraverso il divario ottico. Ciò fornisce anche traslazione di livello e quantità significative di isolamento dalle alte tensioni, ecc.

Ma potrebbe non essere adatto per le velocità di trasferimento necessarie o utilizzabile a causa di vincoli di potenza o limitazioni della durata del diodo.Un'alternativa degna di nota sarebbe un I-Coupler - non l'ho menzionato finora perché stavo aspettando una risposta sull'alta frequenza del segnale.
È etichettato come microcontrollore, quindi è probabilmente abbastanza a bassa velocità (<250 MHz) perché l'isolamento ottico sia banale.
@MoJo sembra che io stia lavorando nella parte sbagliata del business dell'elettronica, puoi indicarmi una parte di isolamento ottico con una larghezza di banda superiore a 50 MHz?Non che ne abbia bisogno ora, ma sembra che le fonti che di solito controllo non ne abbiano.
Arsenal
2015-10-28 18:16:46 UTC
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Quello che stai cercando nella scheda tecnica è lo schema (o diagramma) della struttura dei pin.

Potrebbe essere qualcosa del genere: STM32F401 pin strcuture

Ciò che vedi qui in particolare sono i diodi di protezione che bloccano le tensioni di ingresso nella regione consentita. Spesso viene indicato come Vdd + 0,3 V e Vss-0,3 V o qualcosa di simile.

Lo 0,3 V è la caduta di tensione dei diodi di protezione. Se si ha una tensione superiore a Vdd + 0,3 V, il diodo di protezione inizierà a condurre e fornire corrente al resto del circuito.

Il tuo circuito e il controller ovviamente non dovrebbero funzionare in questo modo. Ad esempio, potresti invertire la polarizzazione del tuo regolatore di tensione sull'altro lato, se l'interruzione di corrente è causata dall'interruzione dell'ingresso del regolatore di tensione (i dettagli dipendono dal modo in cui è progettato il circuito di alimentazione). Questo può danneggiare il tuo regolatore di tensione.

A seconda dell'assorbimento di corrente dell'altro circuito, la tensione effettiva potrebbe essere leggermente inferiore, quindi i componenti non funzioneranno come previsto. Ad esempio, quando si pilotano 20 mA, la tensione di uscita viene ridotta di 1,3 V:

Pin voltage levels depending on current

Quindi, partendo da 3,3 V si otterrebbe 2,0 V in uscita e solo 1,7 V come il nuovo VDD sull'altro lato. Il che potrebbe causare tutti i tipi di problemi (alcuni chip funzionano già, altri no).

Non sono sicuro dal punto di vista della protezione, ma forse un supervisore dell'alimentazione che mantiene l'MCU ripristinato finché entrambe le tensioni sono OK potrebbero funzionare, in quanto puoi essere certo che entrambe siano alimentate correttamente.

Se hai bisogno di averne uno sempre in funzione, potresti usare un supervisore su ciascun lato per l'altro lato e girare fuori tutte le linee tra di loro se lo stato non va bene, ma poiché la reazione non sarà istantanea (software coinvolto) potrebbe essere troppo lenta.

Risposta molto buona, grazie per il passo dopo passo.L'alimentazione del circuito OFF dalle linee di segnale del circuito ON è l'unico problema o ce ne sono altri di cui non sono a conoscenza?
A proposito, potresti riformulare questo: "[...] poiché ora potresti polarizzare al contrario il tuo regolatore di tensione sull'altro lato [...]"
@MisterMystère Al momento non sono a conoscenza di altri problemi.In che modo dovrei riformularlo, per me è chiaro, quindi non so cosa sia fuorviante o non comprensibile?
Non capisco, o è "come potresti sapere" e ciò che è rimasto è una frase intera, oppure è "come potresti ora" e né ciò che è prima né ciò che è dopo sembra essere una frase completa.Forse mancano le parole?Oppure mi sfugge qualcosa?
@MisterMystère Vedo, beh, l'inglese non è la mia lingua madre, quindi è abbastanza possibile per me creare frasi senza senso.Ho provato a riformulare il paragrafo in questione.Puoi controllarlo?
Sì, grazie.Capisco perfettamente, l'inglese non è nemmeno la mia lingua madre.
Neil_UK
2015-10-28 17:52:53 UTC
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Utilizzare un diodo in serie da ciascun alimentatore a ciascun Vdd e aumentare la tensione di alimentazione per compensare. Ciò consentirà ai diodi di protezione dell'ingresso di alimentare il circuito, senza essere caricati dall'alimentatore "spento".

schematic

simula questo circuito - Schema creato utilizzando CircuitLab

Ciò non consentirà necessariamente al circuito alimentato in ingresso di funzionare correttamente. La sua tensione di alimentazione sarà inferiore, a causa della caduta del diodo di protezione e dell'eventuale caduta di uscita sulla linea dati. Se tutte le linee del circuito alimentato sono basse, non ci sarà alcuna alimentazione. Tuttavia, la corrente erogata dalla linea dati sarà limitata a quella richiesta per eseguire la logica non alimentata, piuttosto che a qualsiasi altra cosa collegata all'alimentazione.

Grazie.Potresti illustrare con uno schema?
@MisterMystère L'ho fatto, non perché ne avesse bisogno, ma perché non ho mai giocato con l'editor di circuiti prima.
OK, questo è ciò che pensavo si trattasse.Quindi il circuito OFF sarà alimentato dalle linee di segnale (beh, se almeno una di esse è alta), ma questo impedirà anche ad altri circuiti di assorbire più corrente.Non è una soluzione ideale poiché le linee di segnale forniscono ancora alimentazione, ma una soluzione che potrebbe funzionare in alcuni casi.Grazie.
TRISAbits
2015-10-29 23:01:53 UTC
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Nella situazione che mostri possono accadere molte cose brutte, molte delle quali sono state suggerite da altri sopra, ma il danno alla fine dipende dal tipo di circuito che hai per il Circuito B.

Il più grande le cose da evitare sono:

  • Fare in modo che il CircuitB assorba molta corrente dai pin del CircuitA, come hai sottolineato.
  • Alimentando accidentalmente il CircuitB attraverso le uscite del CircuitA.

Esistono un paio di soluzioni per affrontare questi problemi e dipendono interamente da una serie di compromessi ingegneristici, come tutte le cose relative all'ingegneria.

  • Isolamento : l'utilizzo dell'isolamento per separare entrambi i circuiti ti darà i migliori risultati, ma tende ad essere costoso. L'isolamento dei GND ti darà di gran lunga i migliori risultati, ma non è necessario.
  • CI speciali : usa circuiti integrati progettati specificamente per questo. Ad esempio, TXB0108 o SN74AVC4T245 presentano la funzionalità Ioff menzionata da Peter Smith.
  • Buffer Hack : inserisci un buffer (74HC244 o qualcosa di simile) da CircuitA a CircuitB e avere il pin di abilitazione uscita (OE) pilotato da CircuitB. Se OE è attivo basso (come la maggior parte dei buffer), potrebbe essere necessario tirare su il pin con l'alimentazione di CircuitA e fare in modo che CircuitB lo abbassi a GND. È inoltre possibile aggiungere deboli pull-down sull'output del buffer per evitare che le linee dati fluttuino. Dovresti duplicare questo circuito nella direzione inversa s.t. puoi andare da CircuitB-> CircuitA.

Se CircuitA può controllare lo stato di alimentazione di CircuitB, puoi imbrogliare e usare un interruttore di carico per, in effetti, collegare VDD2 (da CircuitB) a GND, e quindi assicurati che i tuoi pin di uscita da CircuitA siano guidati su GND o tri-dichiarati con pull-down sui pin prima di spegnere CircuitB. Ma non credo che questa sia la tua situazione.

Grazie, è un buon riepilogo e aggiunge informazioni alle altre risposte.Non so ancora quale accettare ...
Accetta quello che ritieni possa rispondere meglio alla tua domanda.A volte scopro che ci vogliono un paio di giorni / settimane prima di poter davvero capire tutte le risposte e fare quella chiamata.Deve affondare in alcuni.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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