AVR ATMega I/O-Pin-Überstromschutz

Ich möchte den I / O-Pin vor Überstrom schützen, um die Schaltung robuster zu machen. AVR040: EMC Design Considerations von Atmel behandelt den internen Überspannungsschutz im Abschnitt Allgemeiner I/O-Pin-Schutz . Aber ich brauche einen Schutzfall, wenn ein IC-Ausgangspin mit einer bestimmten MCU verbunden ist und der MCU-Pin aufgrund eines Firmware-Fehlers unbeabsichtigt auch als Ausgang konfiguriert ist. Und beide Pins werden manchmal auf den entgegengesetzten Logikpegel gezwungen.

Ein ähnlicher Fall, wenn der MCU-Pin mit einer taktilen Taste verbunden ist und der Pin mit 5 V ausgegeben wird.

Eine einfache Lösung besteht darin, einen einfachen seriellen Widerstand zwischen diesen Pins hinzuzufügen. Wird es benötigt oder soll MCU/IC ohne Schutz überleben?

Antworten (2)

Schauen Sie hier , Seite 303. Es scheint, dass Atmel keinen Kurzschlussschutz in seinen I/O-Pins enthält, daher könnte ein Schutz erforderlich sein.

Bei einer anderen MCU könnten Sie die Verwendung von Widerständen vermeiden, aber das hängt von der MCU und von Ihrem Glück ab. Mit einem Knopf brauchen Sie tatsächlich einen Widerstand, also hier ist, wie man ihn berechnet.

Auf derselben Tabelle sehen Sie verschiedene Parameter wie z v Ö H und v Ö L . Dies sind die minimal garantierten Spannungen, wenn der Ausgang hoch ist, und die maximalen Spannungen, wenn der Ausgang niedrig ist. Ich würde konservativ vollen Ausgangshub annehmen, dh Sie verbinden v C C grundieren. Unter der Annahme, dass 40 mA der maximale Strom ist, den Ihr Chip liefern kann, erhalten Sie:

R m ich n = v C C ich m a x = 125 Ω
für 5V und 40mA. Natürlich können Sie einen größeren Widerstand einbauen und sicherer schlafen, aber warum sollten Sie nicht etwas M Ω s? Das liegt an der Geschwindigkeit . Alle Pins haben eine Eingangskapazität C ich n , beträgt die Zeitkonstante der Kommunikationsleitung ungefähr R ⋅ C ich n wobei R der gewählte Schutzwiderstand ist. Wenn Sie eine Hochgeschwindigkeitskommunikation benötigen, sollten Sie diese Zeitkosten so gering wie möglich halten, Sie möchten etwas R ⋅ C ich n < 1 10 ω wo ω = 2 π f und f die Frequenz des Kommunikationskanals ist.

Ich würde mitgehen 1 k Ω und gehen Sie auf Nummer sicher.

Ist 10*f ein beliebiger Wert? Was ist außerdem die typische Eingangskapazität für einen bestimmten IC, oder variiert dieser Parameter stark? Ich sage das, weil ich mir Designer vorstelle, die diesen Parameter während des Designs besonders niedrig halten sollten, oder gibt es einige seltsame Anwendungen? Woher kommt auch diese parasitäre Eingangskapazität?
10f besteht darin, den mit diesem RC verbundenen Pol ein Jahrzehnt nach der höchsten Frequenz, die Sie sehen möchten, beizubehalten. das ist ziemlich konservativ. Die Eingangskapazität kann stark variieren, bleibt aber für die gleiche Art von ICs normalerweise ziemlich gleich (lesen Sie einige Datenblätter). Ja, je niedriger, desto besser, es sei denn, Sie bauen einen Kondensator. Sie sollten eine Frage dazu stellen, ich bin mir nicht sicher. Sie ergeben sich aus verschiedenen Elementen: Stifte, Drähte, Eingangs-MOS-Gatter, Schutzdioden, die in Sperrrichtung vorgespannt sind ... Das können Sie nicht in einem Kommentar untersuchen.
Danke, du hast meinen Verdacht bestätigt. AFAIK 1k wird auf dem Arduino-Board zwischen 16u2 und 2560 MCUs auf serieller Leitung verwendet. Ich werde 150 Ohm verwenden, um die Kanten nicht zu sehr zu beschädigen.
1k5 ist fair genug, die Eingangskapazität liegt im Bereich von 10 pF, sodass Sie eine Frequenzobergrenze von etwa 10 MHz erhalten

Holen Sie sich rückstellbare SMD-Sicherungen, 10 mA 5 V. Die einfachste Antwort von allen auf diese Frage, wenn Sie 11 $ pro Pin-Schutz ausgeben können.

am besten vor dem Einsetzen des ʯcont. Nimm einfach ein Multimeter und mach eine gute Inspektion

obwohl sie wirklich schwer zu finden sein können
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