การจ่ายไฟให้ MCU จากแบตเตอรี่โดยไม่มีเครื่องควบคุม

13

ฉันเคยเห็นบอร์ดการพัฒนาบางตัว (เช่นชุด BL652 dev ) สำหรับชิปพลังงานต่ำมีพลังงานแบตเตอรี่เชื่อมต่อโดยตรงกับ MCU โดยไม่มีตัวควบคุม

สำหรับกรณีตัวอย่างแบตเตอรี่ที่ใช้คือ 3V CR2032 แผ่นข้อมูลสำหรับ MCU กำหนดพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

datasheet page 16.
Absolute Maximum Ratings            Min           Max
Voltage at VDD_nRF pin             -0.3           3.9

datasheet page 17.
Recommended Operating Parameters    Min    Typ    Max
VDD_nRF                             1.8    3.3    3.6

"If your battery voltage drops to a value between 0-1.7 it isn't defined what will happen"ผมตีความว่านี่เป็น

ทำไมสิ่งนี้ทำให้ฉันกังวลเพราะฉันเห็นผู้ควบคุมที่มีหมุดPower Goodและไม่พบคำสั่งที่ชัดเจนในแผ่นข้อมูลที่ MCU จากตัวอย่างจะไม่ได้รับความเสียหายจากแรงดันต่ำ

ฉันจะตัดสินใจได้อย่างไรว่าจำเป็นต้องใช้ตัวควบคุมระหว่างแบตเตอรี่กับโหลดเพื่อรับประกันว่าจะไม่มีความเสียหายเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เริ่มลดลง

power-supply batteries voltage-regulator

— TheMeaningfulEngineer
แหล่งที่มา

4

ฉันเป็นมือสมัครเล่นมาก แต่ความประทับใจของฉันคือหน่วยงานกำกับดูแลทำสองสิ่ง ครั้งแรกพวกเขา จำกัด แรงดันไฟฟ้าที่ให้ไปภายในช่วงที่กำหนด อย่างไรก็ตามหากแรงดันไฟฟ้าของอุปทาน 'หายไป' พวกเขาไม่สามารถทำให้มันปรากฏขึ้นอีกครั้งอย่างน่าอัศจรรย์ การสูญเสียพลังงานไม่ว่าจะเป็นจากแบตเตอรี่หรือจากแหล่งอื่นยังคงสูญเสียพลังงาน ประการที่สองพวกเขาลดระลอกใด ๆ ให้เป็นปริมาณที่ยอมรับได้ แบตเตอรี่ไม่มีปัญหานี้จริงๆ ฉันไม่คิดว่าคุณมีความเสี่ยงที่จะทำงานโดยตรงจากแบตเตอรี่มากกว่าที่คุณจะได้รับจากแหล่งจ่ายไฟในห้องปฏิบัติการ

— ไม่มีเงื่อนไข

30

หากแรงดันแบตเตอรี่ของคุณลดลงถึงค่าระหว่าง 0-1.7 จะไม่ได้กำหนดสิ่งที่จะเกิดขึ้น

สิ่งนี้มักจะเป็นจริง แต่มันจะไม่ทำลายอะไรแน่นอน เพราะถ้าเป็นการทำลาย min Vdd ใน "การจัดอันดับสูงสุดแบบสัมบูรณ์" จะได้รับเป็นค่าบวก (ซึ่งฉันไม่เคยเห็นในแผ่นข้อมูลใด ๆ และฉันหวังว่าฉันจะไม่เห็นว่าในชีวิตของฉัน - มันจะไม่ ' ไม่สมเหตุสมผล)

ดังนั้น ณ จุดนี้คุณจึงมั่นใจได้ว่า MCU จะไม่ถูกทำลายด้วยแรงดันไฟฟ้าตก อย่างไรก็ตามมันอาจยังทำงานผิดปกติ (อาจทำให้วงจรภายนอกอื่นเสียหาย)

ตอนนี้ใน MCU ประเภทนี้มักจะมีคุณสมบัติที่เรียกว่า " การตรวจจับบราวน์เอาท์ " หรือบางครั้ง "การปลดล็อคแรงดันไฟฟ้าตก" นี่คือคุณสมบัติที่ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายและรับประกันว่าชิปจะอยู่ในสถานะรีเซ็ตเมื่อแรงดันไฟฟ้าอยู่ในระดับที่กำหนด (บางครั้งโปรแกรมได้)

ข่าวดี: มีคุณสมบัติดังกล่าวบนชิปเฉพาะที่คุณใช้งานอยู่ ดูบทที่ 5.1ในแผ่นข้อมูลที่คุณเชื่อมโยง

ดังนั้นคุณไม่จำเป็นต้องมีเครื่องปรับลมที่มีการตรวจจับ "กำลังดี" หรือวงจรตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟเพิ่มเติมในกรณีเฉพาะของคุณ

โปรดทราบว่าหาก MCU ไม่ได้มีการตรวจจับบราวน์เอาท์รวมอยู่ด้วยมีชิปขนาดเล็กที่เพิ่งนำเสนอคุณสมบัตินี้

— สลัวหมดศรัทธาใน SE
แหล่งที่มา

2

นอกจากนี้หัวหน้างานพลังงานภายนอกสามารถใช้งานได้ในกรณีที่ MCU ไม่มีคุณสมบัติเหล่านี้

— scld

1

สำหรับชิปที่ไม่ตรวจจับสิ่งนี้การป้องกันแรงดันไฟตกระหว่างแบตเตอรี่และอุปกรณ์มักจะใช้กลอุบาย พวกเขาไม่ซับซ้อนแพงหรือหิวโหย

— เสา

จะมีlatch-up ที่มีแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่า (ที่จะไม่เกิดขึ้นกับที่สูงกว่า)?

— Peter Mortensen

@PeterMortensen ไม่เว้นแต่จะมีชิปที่ผิดปกติมากและสำหรับกรณีที่เฉพาะเจาะจงมาก (ซึ่งจะมีการระบุไว้อย่างชัดเจนหลายครั้งในแผ่นข้อมูล) หรือหากมีข้อผิดพลาดในชิปไม่มีวิธีที่จะได้สัมผัสกับ latch-up เพราะ undervoltage มันจะไม่สมเหตุสมผลเช่นกันเพราะเมื่อเปิดเครื่องมันใช้เวลาสักครู่สำหรับการจัดหาจาก 0V ไปจนถึงค่าเล็กน้อย (ปิดเหมือนกัน) คุณไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ หากคุณเสี่ยงต่อการ latch-up ทุกครั้งที่ระบบของคุณเปิดใช้งานจะไม่ดี สิ่งที่เลวร้ายที่สุดที่อาจเกิดขึ้นได้คือพฤติกรรมที่ไม่แน่นอน แต่ความเสี่ยงนี้ถูกขจัดออกไปโดยเครื่องตรวจจับสีน้ำตาล

— สลัวขาดศรัทธาใน

9

... ระหว่าง 0-1.7 ไม่ได้กำหนดว่าจะเกิดอะไรขึ้น

จริง ๆ แล้วต่ำกว่า 1.8 V ไม่มีการรับประกันว่าจะเกิดอะไรขึ้น

ไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับความเสียหายเหล่านี้เป็นปัจจัยในการดำเนิน เพื่อป้องกันความเสียหายคุณจะต้องไม่เกินอันดับสูงสุดซึ่งไม่รวมอยู่ในแผ่นงานที่เชื่อมโยง หากคุณรู้จักชิปที่ใช้คุณสามารถค้นหาเอกสารข้อมูลทางเทคนิคและดูคะแนนสูงสุด ฉันยังไม่เจอชิปที่สามารถทนความเสียหายจากแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำเกินไป

คุณต้องการให้ผลิตภัณฑ์ของคุณ "รู้" และตอบสนองเมื่อแบตเตอรี่ต่ำเกินไป เพิ่มวงจรการตรวจจับแบตเตอรี่ (หรือใช้วงจรภายใน) ซึ่งจะปล่อยการรีเซ็ตเมื่อแรงดันแบตเตอรี่สูงพอ

— Bimpelrekkie
แหล่งที่มา

สิ่งมหัศจรรย์หนึ่งเกิดอะไรขึ้นถ้า Vdd ขึ้นเหนือ 3.6V แนะนำข้อมูลจำเพาะเพื่อ 3.9v แน่นอนสูงสุดข้อมูลจำเพาะ แผ่นข้อมูลไม่ค่อยพูด (ถ้าเคย) ฉันเดาว่าผู้ผลิตจะพูดว่า "เดี๋ยวก่อนเราทดสอบถึง 3.6v มันอาจยังใช้งานได้"

— glen_geek

3

@glen_geek ปัญหานี้ตลอดอายุการรับประกัน เป็นไปไม่ได้ที่ไอซีที่มีสเปค คุณพูดถึงจะทำงานได้ดีที่ Vdd = 5 V. แต่อาจใช้เวลาเพียงหนึ่งชั่วโมงหนึ่งวันหนึ่งสัปดาห์หนึ่งเดือนหรือหนึ่งปี ผู้ผลิตจะรับประกันอายุการใช้งานที่แน่นอนเท่านั้น (ตัวอย่างเช่นการทำงานต่อเนื่อง 10 ปีที่ 125 องศาเซลเซียส) ที่ 3.6 V หาก IC ต่ำกว่า 50 C เสมอคุณสามารถคาดหวังอายุการใช้งานที่ยาวนานยิ่งขึ้น ที่ Vdd ที่สูงขึ้นและอุณหภูมิลักษณะเช่นผู้ให้บริการร้อนและelectromigrationช้าเกิดความเสียหาย IC ภายใน ตามเงื่อนไขที่แนะนำสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่ปัญหาดังกล่าว

— Bimpelrekkie

8

ไม่มีการรับประกันหน่วยประมวลผลของคุณจะไม่เรียกใช้หน่วยความจำ amuck และช่วงชิงหรือให้รูปแบบของคลื่นที่ไม่พึงประสงค์และเป็นอันตรายบนหมุด GPIO มีการรับประกันว่าไมโครจะไม่ได้รับความเสียหายทางร่างกาย แต่อาจทำให้เกิดความเสียหายของอ่อนหรืออาจมีการออกแบบที่ไม่ดีเป็นธรรมชาติที่ยาก

ตัวอย่างเช่นหากไมโครที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่ของคุณกำลังควบคุมอุณหภูมิใน Terrarium ผ่านทาง MOSFET ซึ่งทำหน้าที่เป็นเทอร์โมสแตทระยะไกลและไมโครนั้นทำงานด้วยความเร็วสูงมันอาจฆ่าสัตว์เลื้อยคลานได้หากแบตเตอรี่หมด ตัวอย่างที่สุดโต่งและในความเป็นจริงควรมีมาตรการป้องกันหลายประการที่เกิดขึ้น นอกจากนี้ยังหายากที่ไมโครแบตเตอรี่ที่ใช้พลังงานสามารถสร้างความเสียหายให้กับสิ่งภายนอก ตัวอย่างที่พบบ่อยขึ้นคือการตรวจสอบ RAM ที่สำรองแบตเตอรี่หรือ EEPROM

เพื่อให้แน่ใจว่าไม่เคยเกิดขึ้นคุณจะต้องยับยั้งไมโคร (ถือไว้ในการรีเซ็ต) สำหรับแรงดันไฟฟ้าใด ๆ ที่ต่ำกว่า 1.80V เนื่องจากวงจรที่ใช้ไม่ได้แน่นอน (มีเกณฑ์ความอดทนอยู่เสมอ) คุณอาจเลือก 2.0V หรือ 1.90V +/- 0.2 หรือ 0.1V โดยปกติจะมี hysteresis อยู่ด้วยดังนั้นจึงอาจรีเซ็ตเป็น 2.2V และไม่รีเซ็ตที่ 1.9V โดยปกติจะมีความกว้างพัลส์การรีเซ็ตขั้นต่ำสำหรับการรีเซ็ตที่เหมาะสมที่จะเกิดขึ้นดังนั้นจึงควรรับประกัน

คุณจะได้น้ำผลไม้ส่วนใหญ่จากCR2032แม้ที่อุณหภูมิต่ำโดยการตัดประมาณ 2.4 หรือ 2.5V ดังนั้นจึงมีเหตุผลเล็กน้อยที่จะเรียกมันว่าใกล้เคียง

— Spehro Pefhany
แหล่งที่มา