วิธีการ จำกัด การไหลเข้าปัจจุบัน?


20

ฉันกำลังออกแบบอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วย USB อุปกรณ์ใช้ชิป FTDI FT2232 สำหรับการเชื่อมต่อ USB เมื่อได้รับคำสั่งจากชิป FT2232 ของคอมพิวเตอร์ควรเปิดใช้งานพลังงานผ่านสวิตช์ MOSFET ไปยังส่วนที่เหลือของวงจร วงจรเพิ่มเติมนี้มีความจุ 50uF (สิ่ง FPGA + aux) และใช้พลังงานจากพอร์ต USB เดียวกัน หลังจากสวิตช์เปิดใช้งานความจุ 50uF เพิ่มเติมนี้จะจมกระแสขนาดใหญ่จนกว่าจะถูกชาร์จ

วิธีการ จำกัด การไหลเข้าปัจจุบันนี้ 1) เพื่อหลีกเลี่ยงแรงดันตกบนรางไฟฟ้าและ 2) เพื่อหลีกเลี่ยง USB PTC จากการตัดการเชื่อมต่อพลังงานไปยังอุปกรณ์?

การใส่เฟอร์ไรต์บีดเป็นอนุกรมด้วยสวิทช์ MOSFET เพื่อ จำกัด กระแสการไหลเข้าหรือไม่ หรือฉันควรใช้ชิปพิเศษเช่นชิปเพื่อ จำกัด กระแสหรือชิปเพื่อควบคุมอัตราการฆ่า?

หมายเหตุ: อุปกรณ์ทั้งหมดใช้พลังงานจาก 3.3V ดังนั้นการลดลงเล็กน้อยบนรถไฟ 5V ไม่น่าจะมีปัญหาหากมันไม่ได้ป้องกัน LDO ที่จะส่งออกที่มั่นคง 3.3V


2
ไม่ควรมีปัญหา 50 uF ใน 5V USB PTC มีค่าคงที่เวลาดังนั้นช่วงเวลาสั้น ๆ ในปัจจุบันจะไม่เดินทาง อย่างไรก็ตามฉันมีโครงการที่มีหลายร้อยยูเอฟผ่านทางรถไฟ USB เพื่อไม่มีผลกระทบใด ๆ
Connor Wolf

2
@ ชื่อปลอม PTCs ช้าและตกลงกันพวกเขาไม่ได้เดินทางเพราะช่วงเวลาสั้น ๆ ขัดขวาง อย่างไรก็ตามเข็มดังกล่าวสามารถสร้างแรงดันตกรางรถไฟได้เพียงพอซึ่งฉันต้องการหลีกเลี่ยง ข้อมูลจำเพาะของ USB ระบุว่าโหลดที่เทียบเท่ากับการไหลเข้าไม่ควรเกิน 10uF ขนานกับ 44 Ohms
ibiza

2
แล็ปท็อปของฉันแฟลชข้อผิดพลาดกระแสเกินและไม่ทำงานกับอุปกรณ์ที่มี 47 ยูเอฟใน VBUS ติดกับข้อมูลจำเพาะ USB ของ <10 uF
endolith

1
ฉันคิดว่าการตรวจจับกระแส USB เป็นการใช้งาน / เมนบอร์ดโดยเฉพาะ หากคุณต้องการความปลอดภัยให้ใส่ฮับ USB ที่ได้รับพลังงานเข้ากับอุปกรณ์ของคุณ วิธีนี้จะเป็นการยากที่จะระเบิดสิ่งใด ๆ บนคอมพิวเตอร์ของคุณแม้ว่าจะมีบางอย่างผิดปกติก็ตาม
Connor Wolf

1
ฉันมีปัญหาคล้ายกันกับขั้วต่อ USB ของ PLC อุตสาหกรรมของ Beckhoff ซึ่งค่อนข้างพิถีพิถันจริง ๆ และจะแจ้งเตือนบนหน้าจอเมื่อเสียบปลั๊กฮับ USB ที่ไม่ได้เสียบปลั๊กโดยไม่ได้เชื่อมต่อ (ฮับตัวเองมีความจุมากเกินไป) FakeName ถูกต้องมันใช้งานได้เฉพาะกับเมนบอร์ดมาก
Kevin Vermeer

คำตอบ:


16

ใช้วงจร RC ในประตูมอสเฟตเพื่อชะลอการเปิดเครื่อง

หนึ่งในบันทึกของแอป FTDIมีตัวอย่างของวงจรเริ่มต้นอ่อนบน USB Vbus:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


4
ตกลง วงจร RC จะ จำกัด กระแสไปที่ตัวเก็บประจุ ต้องใช้ความระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าเวลาที่ใช้ในการเชื่อมต่อกับรางน้อยที่สุดไม่เช่นนั้นอาจมีข้อผิดพลาดในการเริ่มระบบตรรกะแปลก ๆ ซึ่งยากต่อการวินิจฉัย นอกจากนี้อาจจำเป็นต้องใช้ไดโอดในการหมุนเร็วข้ามตัวต้านทาน (เพื่อปิด MOSFET อย่างรวดเร็ว)
Adam Lawrence

4
ดูเหมือนว่าทางออกที่ดีที่สุด แท้จริง MOSFET ตามวงจรเริ่มต้นอ่อนจะแสดงในแนวทาง FTDI ftdichip.com/Documents/AppNotes/... ขอขอบคุณ.
ibiza

เมื่อฉันจำลองวงจรนี้มันไม่ได้ทำอะไรมาก ฉันยังคงได้รับ 18 เข็มปัจจุบัน IRLML6402 ขีด จำกัด ทั่วไปคือ -0.55 V จึงเปิดได้ค่อนข้างเร็ว ฉันพลาดอะไรไปรึเปล่า?
endolith

1
ดูเหมือนว่าจะมีรุ่นที่ดีกว่าที่มีฝาปิดพิเศษในการป้อนข้อมูลที่อธิบายนี่semianalog.com/articles/fet-inrush/fet-inrush.pdf ( แต่ผมยังไม่ได้พยายามมันเอง)
patstew

6

ข้อกำหนด USBบทที่ 11, การทำงานร่วมกันและการจัดส่งพาวเวอร์, สถานที่ที่กำหนดค่อนข้างเข้มงวดในการดึงพลังงาน ความจุที่อ้างถึงมีเพียง 10µF เพื่อหลีกเลี่ยงแรงดันไฟฟ้าตกมากเกินไป มีไอซีพิเศษ (เช่นLM3525 ) เพื่อทำทั้งการ จำกัด กระแสไฟและการสลับกำลังไฟซึ่งอาจช่วยได้ แต่ให้แน่ใจว่าวงจรด้านหลังจัดการกับแรงดันไฟฟ้าช้าได้อย่างถูกต้อง เครื่องตรวจจับสีน้ำตาลอาจเพียงพอ แต่อุปกรณ์บางอย่างต้องการแรงดันไฟฟ้าจำนวนมากตามคำสั่งเฉพาะ


IC พิเศษที่คล้ายกันสำหรับการ จำกัด กระแส USB: AP2337 , BD82034FVJ-GE2 , ฯลฯ
davidcary

2

คำตอบอื่น ๆ นั้นดี แต่ถ้าคุณต้องการวิธีการแก้ปัญหาองค์ประกอบหนึ่งที่มีอยู่มีข้อจำกัด ปัจจุบันไหลเข้า

ฉันใช้มันมาก่อนเพื่อป้องกันการเป่าฟิวส์เมื่อปลั๊กไฟร้อน การดำเนินการของพวกเขาง่ายมาก โดยทั่วไปแล้วพวกเขาจะมีความต้านทานที่อุณหภูมิห้องพูด5Ω เมื่อคุณเสียบแหล่งจ่ายไฟ 5V กระแสไฟกระชากจะถูก จำกัด ที่ 1A แม้ว่าจะมีการลัดวงจรโดยตรงที่อีกด้านหนึ่งของ ICL (5V / 5Ω = 1A) ทันทีที่กระแสไหลผ่าน ICL มันจะเริ่มอุ่นขึ้นและความต้านทานของมันก็จะลดลงใกล้กับ0Ω (ตรวจสอบแผ่นข้อมูล) และดูเหมือนว่าส่วนประกอบจะไม่อยู่ในวงจรอีกต่อไป

ฉันชอบสิ่งเหล่านี้เพราะพวกเขามักจะนำกลับมาใช้ใหม่ได้ง่ายในการออกแบบที่มีอยู่และเป็นเพียงองค์ประกอบเดียว


นี่เป็นวิธีใหม่ในการ จำกัด กระแสไฟฟ้า แต่ OP ต้องการวิธีการแก้ปัญหาที่ป้องกันไม่ให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตก
sherrellbc

โอ๊ะฉันคิดว่าฉันเรียงลำดับใหม่ที่สุด ไม่ทราบว่านี่เป็นปี OP ต้องการบางสิ่งที่จะไม่นำไปสู่แรงดันตกบนรางไฟฟ้า เขาไม่ได้พูดอะไรเกี่ยวกับความหย่อนคล้อย บวกกับ "การลดลง" จะเกิดขึ้นสำหรับไมโครวินาทีเท่านั้น เมื่อถึงสถานะที่มั่นคงแล้วราง 5V จะไม่ถูกปิดโดยสองมิลลิโวลต์และรถไฟ 3V3 จะไม่ได้รับผลกระทบ
ACD

ฉันตีความสิ่งที่ OP พูดถึงเกี่ยวกับการ จำกัด แรงดันตกเนื่องจากสิ่งที่เป็นผลโดยตรงของเทคนิคการ จำกัด กระแส นั่นคือถ้า ICL ที่คุณแนะนำผ่าน 1A ของกระแส 5V จะลดลงข้ามมัน (เช่นแรงดันลดลงชั่วขณะในขณะที่แหล่งที่มาชาร์จประจุ) ฉันอาจจะผิดอย่างสมบูรณ์ที่นี่แม้ว่า บางทีฉันอาจโยนคำศัพท์ที่ไม่สามารถแลกเปลี่ยนกันได้ ฉันชอบทางออกของคุณ
sherrellbc
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.