VBUSセンシング入力の5V許容値


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STM32L476を中心にデバイスを設計しています。私のデバイスは主に電池式ですが、USBポートがあり、これを接続すると、3.3Vレギュレータを介して代替電源として使用し、電池の消耗を制限します。バッテリーがない状態でもユーザーがUSBポートを接続することは可能です。

USBポートが接続されたときに感知できるようにしたいので、PA9をOTF_FS_VBUSとして使用しています。

良い知らせ:PA9ピンは5Vトレラントであるとデータシートは述べています。

悪いニュース:5Vトレラントピンは、電力が供給されている場合にのみ実際に5Vトレラントになるようです。データシート§6.2の表18には、次のように記載されています。

FT_xxxピンの最大入力電圧:min(VDD、VDDA、VDDIO2、VDDUSB、VLCD)+ 4.0V

私の場合、バッテリーがなく、ユーザーがUSBポートを接続している場合、レギュレーターが起動する前に、CPU電源ピンに電力がまったく供給されていない間、PA9の電圧が5Vになる時間があります。

さらに悪いニュース:現在の注入は許可されていません:データシート§6.2、表19は言う:

FT_xxxに注入された電流:-5 / + 0(注4を参照)

Note 4:正の注入はVIN> VDDIOxによって誘発され、負の注入はVIN <VSSによって誘発されます。IINJ(PIN)を超えてはなりません。

したがって、レギュレータが起動している間は、簡単な抵抗を使用してPA9の過電流を制限することはできないようです。VDDが立ち上がる前にVBUSからPA9に流れる電流量は明らかに禁止されています。

他の人は何をしましたか?

私はSTM32チップの周りの数多くのデザインを見て、それらのVBUS接続を調べました、そして彼らは気にしていないようです。それらはVBUSをPA9に直接接続するか、最終的には抵抗を介して接続しますが、これ以上複雑なものを見たことはありません。しかし、それらは主に開発ボードであるため、堅牢性(それは言葉ですか?)はそれほど重要ではないと思います。そして、それらは通常USBポートを介して電力が供給されておらず、ボードに電力を供給する前にユーザーがUSBポートを接続しないことを確かに想定しています。

私の計画は何ですか?

これをUSBポートのVBUSとMCUのPA9ピンの間に配置します。

VBUS保護

私は本当にそれをシンプルに保つように努めました。基本的に、VUSB_CPU(PA9ピン)がVCPU + 4V(Vz + Vbe)を超えることはなく、問題がなければ電力を消費しません。

私の主な質問は次のとおりです。私は私の分析で正しいですか?この回路は良い解決策ですか?無関係なことを心配していますか?なぜ他の誰もこの潜在的な問題を気にかけないようですか?

追加の質問:USB OTGを使用する予定です。コネクタとPA9ピンの間に4.7kの抵抗がある場合、それは問題ですか?SRP中にVBUSパルスを使用しなければならなかったと思いますが、この方法は明らかに非推奨です。私のデバイスの役割(デバイス/ホスト)が何であれ、私は良いですか?

最後の1つ:VDDUSB電源ピンによって引き出される最大電流はどれくらいですか?データシートでは、USBペリフェラルについて、AHBクロックドメインの16.4µA / MHz +独立クロックドメインの23.2µA / MHzを指定していますが、どこから描画されているか(VDDまたはVDDUSB)はわかりません。


別のPA9保護オプションは、USBの+ 5vとPA9の間にmosスイッチを置き、レギュレーターの出力でスイッチのゲートを駆動することです。
マーク・

なぜ抵抗分割器を使わないのですか?430kと630kはピンに3.3vを与えます。
b degnan 16

しかし、抵抗分割器は注入の問題を解決しません。デバイスがパワーアップする前に、分圧器はピンに3.3ボルトを注入します。
マーク

データシートから、電源がオフの場合でもピンが4Vに耐えることができることを理解しています(これは正しいですか?)。したがって、抵抗分割器は良い解決策ですが、電力を永続的に消費します。私はそれについて厳しい制約があることを言及するのを忘れていました。
薄暗い

回答:


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Vbusの抵抗分割器(430k / 620k)を使用します-これはマイクロコントローラーを仕様に保ち、寄生電流はバッテリーからではなくVbusからのみ供給されるため問題ではありません(これは節約したいと思います)。


愚かな私...電流消費のために抵抗分割器を除外していましたが、私の推論は明らかに不完全でした。実際、vbusから電力を引き出すことは問題ではありません。さて、なぜ誰もそれをボードで行わないのですか?ST自体(検出ボード)、olimex、...?私はまだその点を理解していません。
薄暗い

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おそらく最も簡単な方法は、値が大きいコンデンサ(uF以上のカップル)に給電する値の高い抵抗(10-100k)を使用して、電圧が上昇するのに時間がかかるようにすることです。レギュレータが起動している間にコンデンサの両端に蓄積します。マイクロがesd保護を備えている場合、入力は数十μsの間5〜10 Vを処理できます。


これは素晴らしいように聞こえますが、電源が切断されたときに何が起こるかについて考えるまでは。コンデンサは、大きな値の抵抗を使用するよりも実際には事態を悪化させる可能性があります。抵抗は多くの電流を提供できませんが、充電されたコンデンサは提供できます。
クリスストラットン

あなたは小さなツェナーを通してそれを運転できますか?データシートのそのセクションには、VDD + 4Vとありますよね?ツェナーがレールをVDD + 4V未満に落とすと、それで大丈夫でしょうか?
サム

私はあなたのツェナーの提案を回路図なしではうまく視覚化していません。しかし、ソリューションが私のものと同じ複雑さ(3つの安価なディスクリートコンポーネント)である場合、私はあまり利益を上げません。
薄暗い

基本的に:入力->ツェナー-> PA9、直列抵抗とは対照的に入力と直列のツェナー。PA9の電圧は常に少し低いため、ツェナーは1ボルトまたは2ボルト低下します。開発ボードがそれらを結合するだけであれば、おそらく問題ありませんが、MCUに電源が投入された後に警告が適用される可能性があると思います。電源シーケンスまたは起動動作に関するセクションがあるかどうかを確認してください。
サム

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@トムそれが私の主な問題です。私はチェックしました、彼らは何もしません。PA9は、ディスカバリーデモボード上で、USBポートのVBUSに直接接続されています(抵抗器を介することもありません)。だから、私が何かを見逃していない限り、これはデータシートと完全に矛盾しています。私の問題は、実際には保護回路自体ではありません。私の解決策は、それが確かに改善されたとしても、仕事をすることができると思います。正直言って、私の主な問題は、単に次のとおりです。すべてのことがある、本当に必要?
16:51の
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