Frage:
Was passiert, wenn zwei digitale Schaltkreise angeschlossen sind und einer mit Strom versorgt wird, der andere jedoch nicht?
Mister Mystère
2015-10-28 17:38:18 UTC
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Nehmen Sie die folgende generische Konfiguration an, bei der zwei digitale Schaltkreise miteinander verbunden sind, aber unabhängige Stromversorgungen haben (z. B. zwei redundante Mikrocontroller).

schematic

simuliere diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab sup>

Was passiert nun, wenn V1 eingeschaltet ist, V2 jedoch AUS ist (oder umgekehrt)? Ich schütze mich im Allgemeinen vor diesem Szenario, indem ich Widerstände in die Leitungen einfüge, so dass der Kurzschlussstrom unter dem maximalen Senkenstrom der Pins liegt.

  1. Ist das notwendig (vielleicht etwas, nach dem in den Datenblättern gesucht werden muss?)? Was würde mit dem Transistorebenen passieren, wenn kein Schutz enthalten wäre? Im Allgemeinen werden MOSFETs im Anreicherungsmodus verwendet. Dies bedeutet, dass alle Schalter ausgeschaltet (offen) sind, wenn keine Spannung anliegt. Daher verstehe ich nicht, warum ein Problem auftreten könnte.
  2. Gibt es andere Schutzmaßnahmen? Diese Widerstände hindern mich aufgrund der Zeitkonstante mit der Eingangskapazität daran, Kommunikationsleitungen mit hoher Frequenz zu verlegen.
  3. ol>

    Dies muss eine Frage sein, die bereits angesprochen wurde, aber ich kann sie anscheinend nicht finden any on SE.

    Beachten Sie, dass es bei dieser Frage nur um den Schutz vor unwahrscheinlichen oder kurzen Ereignissen geht. Beide Netzteile sind für den Nennbetrieb eingeschaltet.

Es hängt ganz davon ab, wie die Schaltungen aufgebaut sind.Zwischen nichts und dem Entweichen von magischem Rauch ist alles möglich.
Könnten Sie näher darauf eingehen, wovon das Ergebnis abhängt, wenn möglich Beispiele nennen?Gibt es im Datenblatt etwas zu suchen, um festzustellen, ob die Paarung sicher ist?
Wie hoch ist die Hochfrequenz?
[Dies] (http://electronics.stackexchange.com/questions/194782/floating-vdd-nv-pokemon-saves) kann passieren.
Hochfrequenz ist bis zu ~ 100 MHz, digitale Standardkommunikation.
Fünf antworten:
#1
+5
Peter Smith
2015-10-28 18:53:03 UTC
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Wenn Ihre Logik die von TI und anderen implementierte Funktion Ioff unterstützt, können Sie eine Seite sicher ausschalten, ohne die andere Seite zu beschädigen, vorausgesetzt, die angelegten Spannungen liegen innerhalb der angegebenen Grenzen.

Von diesem Thread:

Die Ioff-Funktion dient zum Isolieren des Geräts, wenn Vcc = 0. Die 10 mA sind die maximale Strommenge, die das Gerät währenddessen ein- / ausgibt Vcc ist 0V. (Dies bezieht sich auf das betreffende Gerät.)

Die offizielle Definition:

Ioff - Der maximale Leckstrom in eine Eingangs- oder Ausgangsklemme des Geräts mit der angegebenen Spannung an der Klemme und VCC = 0 V.

Die Ioff-Schutzschaltung stellt sicher, dass kein übermäßiger Strom von oder entnommen wird an einen Eingang, Ausgang oder eine kombinierte E / A, die beim Ausschalten des Geräts auf eine bestimmte Spannung vorgespannt ist.

Dies ist eine unglaublich nützliche Funktion, und ich versuche, sicherzustellen, dass ich sie verwende diese Arten von Geräten in Leistungssequenzierern (insbesondere), bei denen der Leistungszustand einiger Schaltungen für kurze Zeit unbekannt sein kann.

HTH

Schön, noch nie davon gehört.Was bedeutet HTH (habe ich auch nicht gehört ...)?
Hoffentlich hilft das :)
Vielen Dank, mir war dieser Standard nicht bekannt.Das ist etwas, wonach ich im Datenblatt suchen kann.
#2
+5
user
2015-10-28 22:14:47 UTC
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Dies kann dazu führen, dass Geräte über E / A-Pins mit Strom versorgt werden, was im Allgemeinen eine schlechte Idee ist. Eine übliche und einfache Möglichkeit, dies zu beheben, ist die Verwendung eines Optokopplers, so dass kein Strom über den optischen Spalt fließen kann. Dies bietet auch eine Pegelumsetzung und erhebliche Mengen an Isolation von Hochspannungen usw.

Möglicherweise jedoch nicht für die erforderlichen Übertragungsgeschwindigkeiten geeignet oder aufgrund von Leistungsbeschränkungen oder Lebensdauerbeschränkungen der Diode verwendbar.Eine bemerkenswerte Alternative wäre ein I-Koppler - ich habe ihn bisher nicht erwähnt, weil ich auf eine Antwort darauf gewartet habe, wie hoch die Frequenz des Signals ist.
Der Mikrocontroller ist mit einem Tag versehen, daher ist die Geschwindigkeit wahrscheinlich niedrig genug (<250 MHz), damit die Optokopplung trivial ist.
@MoJo scheint im falschen Teil des Elektronikgeschäfts zu arbeiten. Können Sie mich auf einen Opto-Isolationsteil mit mehr als 50 MHz Bandbreite hinweisen?Nicht, dass ich es jetzt brauche, aber es scheint, dass die Quellen, die ich normalerweise überprüfe, keine davon haben.
#3
+4
Arsenal
2015-10-28 18:16:46 UTC
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Was Sie im Datenblatt suchen, ist das Pin-Struktur-Schema (oder Diagramm).

Es könnte ungefähr so ​​aussehen: STM32F401 pin strcuture

Was Sie hier insbesondere sehen, sind die Schutzdioden, die die Eingangsspannungen auf den zulässigen Bereich klemmen. Oft wird es als Vdd + 0,3 V und Vss-0,3 V oder so ähnlich angegeben.

Die 0,3 V sind der Spannungsabfall der Schutzdioden. Wenn Sie eine Spannung über Vdd + 0,3 V haben, beginnt die Schutzdiode zu leiten und versorgt den Rest des Stromkreises mit Strom.

Ihre Schaltung und der Controller sollten natürlich nicht so funktionieren. Zum Beispiel könnten Sie Ihren Spannungsregler auf der anderen Seite in Sperrrichtung vorspannen, wenn der Stromausfall durch den Ausfall des Spannungsreglers verursacht wird (Details hängen von der Art und Weise ab, wie Ihr Stromkreis ausgelegt ist). Dies kann Ihren Spannungsregler beschädigen.

Abhängig von der Stromaufnahme des anderen Stromkreises kann die tatsächliche Spannung erheblich niedriger sein, sodass die Komponenten nicht wie erwartet funktionieren. Wenn Sie beispielsweise 20 mA ansteuern, wird die Spannung des Ausgangs um 1,3 V reduziert:

Pin voltage levels depending on current

Wenn Sie also mit 3,3 V arbeiten, erhalten Sie 2,0 V am Ausgang und nur 1,7 V als neuer VDD auf der anderen Seite. Dies kann zu allen möglichen Problemen führen (einige Chips funktionieren bereits, andere nicht).

Ich bin mir auf der Schutzseite nicht sicher, aber möglicherweise ein Power Supervisor, der die MCU bis zum Zurücksetzen hält Beide Spannungen sind in Ordnung, möglicherweise funktionieren Sie, da Sie dann sicher sein können, dass beide korrekt mit Strom versorgt werden.

Wenn immer eine Spannung ausgeführt werden muss, können Sie auf jeder Seite einen Supervisor für die andere Seite verwenden und drehen Deaktivieren Sie alle Zeilen zwischen ihnen, wenn der Status nicht in Ordnung ist. Da die Reaktion jedoch nicht sofort erfolgt (Software beteiligt), ist sie möglicherweise zu langsam.

Sehr gute Antwort, danke für die Schritt für Schritt.Ist die Stromversorgung des AUS-Stromkreises über die Signalleitungen des EIN-Stromkreises das einzige Problem, oder gibt es andere, die mir nicht bekannt sind?
Übrigens möchten Sie vielleicht Folgendes umformulieren: "[...] da Sie jetzt möglicherweise Ihren Spannungsregler auf der anderen Seite in Sperrrichtung vorspannen [...]"
@MisterMystère Andere Probleme sind mir derzeit nicht bekannt.Wie soll ich es umformulieren, für mich ist es klar, damit ich nicht weiß, was irreführend oder nicht verständlich ist?
Ich verstehe nicht, entweder ist es "wie Sie vielleicht wissen" und was übrig bleibt, ist ein vollständiger Satz, oder es ist "wie Sie jetzt vielleicht" und weder was vorher noch was danach ist, scheint auch ein vollständiger Satz zu sein.Vielleicht fehlen Wörter?Oder fehlt mir etwas?
@MisterMystère Ich verstehe, Englisch ist nicht meine Muttersprache, daher ist es mir durchaus möglich, bedeutungslose Sätze zu bilden.Ich habe versucht, den fraglichen Absatz neu zu formulieren.Kannst du das überprüfen?
Ja, danke.Ich verstehe vollkommen, Englisch ist auch nicht meine Muttersprache.
#4
+1
Neil_UK
2015-10-28 17:52:53 UTC
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Verwenden Sie eine Seriendiode von jeder Stromversorgung zu jedem Vdd und erhöhen Sie die Versorgungsspannung, um dies zu kompensieren. Auf diese Weise können die Eingangsschutzdioden die Schaltung mit Strom versorgen, ohne von der ausgeschalteten Stromversorgung belastet zu werden.

schematic

simulieren diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab sup>

Dadurch kann die eingangsbetriebene Schaltung nicht unbedingt ordnungsgemäß funktionieren. Die Versorgungsspannung ist aufgrund des Abfalls der Schutzdiode und eines Ausgangsabfalls auf der Datenleitung niedriger. Wenn alle Leitungen vom Stromkreis niedrig sind, wird überhaupt keine Stromversorgung hergestellt. Der von der Datenleitung gelieferte Strom ist jedoch auf den Strom beschränkt, der zum Ausführen der Logik ohne Stromversorgung erforderlich ist, und nicht auf alles andere, das ebenfalls an die Stromversorgung angeschlossen ist.

Vielen Dank.Könnten Sie mit einem Schaltplan veranschaulichen?
@MisterMystère habe ich getan, nicht weil es gebraucht wurde, sondern weil ich noch nie mit dem Circuit Editor gespielt habe.
OK, darum ging es mir.Der AUS-Stromkreis wird also von den Signalleitungen gespeist (naja, wenn mindestens eine davon hoch ist), aber dies verhindert, dass andere Stromkreise ebenfalls mehr Strom ziehen.Keine ideale Lösung, da die Signalleitungen immer noch Strom liefern, aber eine Lösung, die in einigen Fällen funktionieren könnte.Vielen Dank.
#5
+1
TRISAbits
2015-10-29 23:01:53 UTC
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In der von Ihnen gezeigten Situation können viele schlimme Dinge passieren, von denen viele von anderen oben vorgeschlagen wurden. Der Schaden hängt jedoch letztendlich davon ab, welche Art von Schaltung Sie für CircuitB haben.

Die größte Zu vermeiden sind:

  • Wie Sie bereits betont haben, muss der CircuitB zu viel Strom aus den Pins von CircuitA ziehen.
  • Versehentlich wird CircuitB über die Ausgänge von CircuitA mit Strom versorgt.

Es gibt verschiedene Lösungen, um diese Probleme zu lösen, und sie hängen vollständig von einer Reihe von technischen Kompromissen ab, wie alles, was mit Engineering zu tun hat.

  • Isolation : Wenn Sie beide Stromkreise durch Isolation trennen, erzielen Sie die besten Ergebnisse, sind jedoch in der Regel kostspielig. Das Isolieren von GNDs liefert bei weitem die besten Ergebnisse, ist jedoch nicht erforderlich.
  • Spezial-IC : Verwenden Sie speziell dafür entwickelte ICs. Beispielsweise verfügen der TXB0108 oder der SN74AVC4T245 über die von Peter Smith erwähnte Ioff-Funktionalität.
  • Buffer Hack : Platzieren Sie a Puffer (74HC244 oder ähnliches) von CircuitA zu CircuitB und den OE-Pin (Output Enable) von CircuitB ansteuern lassen. Wenn OE niedrig aktiv ist (wie die meisten Puffer), muss der Pin möglicherweise mit der Stromversorgung von CircuitA hochgezogen und von CircuitB auf GND heruntergezogen werden. Sie können auch schwache Pulldowns am Ausgang des Puffers hinzufügen, um zu verhindern, dass Ihre Datenleitungen schweben. Sie müssten diese Schaltung in umgekehrter Richtung an t duplizieren. Sie können von CircuitB-> CircuitA wechseln.

Wenn CircuitA den Stromversorgungszustand von CircuitB steuern kann, können Sie betrügen und einen Lastschalter verwenden, um VDD2 (von CircuitB) an GND zu binden. und stellen Sie dann sicher, dass Ihre Ausgangspins von CircuitA auf GND angesteuert oder mit Pulldowns an den Pins dreifach angegeben werden, bevor Sie CircuitB ausschalten. Aber ich denke nicht, dass dies Ihre Situation ist.

Danke, das ist eine gute Zusammenfassung und fügt den anderen Antworten Informationen hinzu.Ich weiß immer noch nicht genau, welchen ich akzeptieren soll ...
Akzeptieren Sie, wer Ihrer Meinung nach Ihre Frage am besten beantwortet.Manchmal stelle ich fest, dass es ein paar Tage / Wochen dauert, bis ich alle Antworten wirklich verstehen und diesen Anruf tätigen kann.Es muss in einigen versinken.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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