Was passiert, wenn zwei digitale Schaltkreise verbunden sind und einer mit Strom versorgt wird, der andere jedoch nicht?

Was Sie im Datenblatt suchen, ist das Schema (oder Diagramm) der Pin-Struktur.

Es kann etwa so aussehen:

Was Sie hier besonders sehen, sind die Schutzdioden, 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 höhere Spannung als Vdd + 0,3 V haben, beginnt die Schutzdiode zu leiten und versorgt den Rest der Schaltung mit Strom.

Ihre Schaltung und der Controller sollen natürlich nicht so funktionieren. Beispielsweise könnten Sie Ihren Spannungsregler auf der anderen Seite in Sperrrichtung vorspannen, wenn der Stromausfall durch einen Ausfall des Eingangs 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 um einiges niedriger sein, sodass die Komponenten nicht wie erwartet funktionieren. Bei einer Ansteuerung von beispielsweise 20 mA wird die Ausgangsspannung um 1,3 V reduziert:

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

Ich bin mir auf der Schutzseite nicht sicher, aber vielleicht funktioniert ein Power Supervisor, der die MCU im Reset hält, bis beide Spannungen in Ordnung sind, da Sie dann sicher sein können, dass beide korrekt mit Strom versorgt werden.

Wenn Sie eine ständig laufen lassen müssen, können Sie auf jeder Seite einen Supervisor für die andere Seite verwenden und alle Leitungen zwischen ihnen ausschalten, wenn der Zustand nicht in Ordnung ist, aber da die Reaktion nicht sofort erfolgt (Software beteiligt). könnte zu langsam sein.

Wenn Ihre Logik die von TI und anderen implementierte Ioff -Funktion unterstützt, können Sie eine Seite sicher ausschalten, ohne die andere Seite zu beschädigen, vorausgesetzt, die angelegten Spannungen liegen innerhalb der angegebenen Grenzen.

Aus diesem Thread:

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

Die offizielle Definition:

Ioff - Der maximale Leckstrom in einen Eingangs- oder Ausgangsanschluss des Geräts, wenn die angegebene Spannung an den Anschluss angelegt wird und VCC = 0 V.

Die Ioff-Schutzschaltung stellt sicher, dass kein übermäßiger Strom von oder zu einem Eingang, Ausgang oder kombinierten E/A gezogen wird, der auf eine bestimmte Spannung vorgespannt ist, während das Gerät ausgeschaltet ist.

Dies ist eine unglaublich nützliche Funktion, und ich versuche sicherzustellen, dass ich diese Art von Geräten (insbesondere) in Power-Sequenzern verwende, bei denen der Stromversorgungszustand einiger Schaltkreise für kurze Zeit unbekannt sein kann .

HTH

Dies kann dazu führen, dass Geräte beispielsweise 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 Opto-Isolators, sodass kein Strom über die optische Lücke fließen kann. Dies bietet auch eine Pegelumsetzung und eine erhebliche Isolierung von Hochspannungen usw.

Verwenden Sie eine Reihendiode von jeder Stromversorgung zu jeder Vdd und erhöhen Sie die Versorgungsspannung, um dies zu kompensieren. Dadurch können die Eingangsschutzdioden die Schaltung mit Strom versorgen, ohne durch die ausgeschaltete Stromversorgung belastet zu werden.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Dadurch kann die eingangsgespeiste Schaltung nicht unbedingt ordnungsgemäß funktionieren. Seine Versorgungsspannung wird aufgrund des Abfalls der Schutzdiode und eines Ausgangsabfalls auf der Datenleitung niedriger sein. Wenn alle Leitungen des mit Strom versorgten Stromkreises niedrig sind, ist überhaupt kein Strom vorhanden. Der von der Datenleitung gelieferte Strom wird jedoch auf den Strom begrenzt, der zum Betreiben der stromlosen Logik erforderlich ist, und nicht auf alles andere, was ebenfalls an die Stromversorgung angeschlossen ist.

Mit der von Ihnen gezeigten Situation können viele schlimme Dinge passieren, von denen viele oben von anderen vorgeschlagen wurden, aber der Schaden hängt letztendlich davon ab, welche Art von Schaltung Sie für CircuitB haben.

Das Wichtigste, was Sie vermeiden sollten, sind:

• Wenn CircuitB zu viel Strom von den Pins von CircuitA zieht, wie Sie darauf hingewiesen haben.
• Versehentliche Stromversorgung von CircuitB über die Ausgänge von CircuitA.

Es gibt ein paar Lösungen, um diese Probleme anzugehen, und sie hängen vollständig von einer Reihe von technischen Kompromissen ab, wie alle technischen Dinge.

• Isolierung : Die Verwendung einer Isolierung zur Trennung beider Kreisläufe liefert die besten Ergebnisse, ist jedoch tendenziell kostspielig. Das Isolieren von GNDs liefert bei weitem die besten Ergebnisse, ist aber 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 einen Puffer (74HC244 oder etwas Ähnliches) von CircuitA zu CircuitB und lassen Sie den Output Enable (OE) Pin von CircuitB ansteuern. Wenn OE aktiv niedrig ist (wie die meisten Puffer), müssen Sie möglicherweise den Pin mit der Versorgung von CircuitA hochziehen und CircuitB auf GND ziehen lassen. Sie könnten auch schwache Pulldowns am Ausgang des Puffers hinzufügen, um zu verhindern, dass Ihre Datenleitungen schweben. Sie müssten diese Schaltung in umgekehrter Richtung duplizieren, damit Sie von CircuitB->CircuitA ausgehen können.

Wenn CircuitA den eingeschalteten Zustand von CircuitB steuern kann, können Sie schummeln und einen Lastschalter verwenden, um VDD2 (von CircuitB) mit GND zu verbinden, und dann sicherstellen, dass Ihre Ausgangspins von CircuitA mit GND oder Tri-State mit Pull- Downs auf den Pins vor dem Ausschalten von CircuitB. Aber ich glaube nicht, dass das deine Situation ist.