Apakah resistor pemeras pada sirkuit kecil wajib di kapasitor decoupling?

Saya memiliki rangkaian dasar ini dengan MSP430 (Output menuju ke LED)

Saya telah memperhatikan keadaan yang aneh (bagi saya, tidak banyak bicara). Di sirkuit ini, saya selalu harus menunggu sekitar 20 detik atau secara manual mengeluarkan kapasitor (saat dimatikan) untuk mengaktifkannya kembali.

Pertama tancapkan :: Semuanya berfungsi dengan baik!

Cabut lalu pasang kembali :: Tidak ada!

Lepas dan lepaskan kapasitor, pasang kembali :: Semuanya berfungsi dengan baik!

Saya telah menambahkan resistor 4700ohm (R1) dalam upaya untuk memiliki beban konstan pada kapasitor setelah dimatikan.

Dengan resistor ini (hanya dipilih karena itu hanya 5mW pada resistor 250mW) rangkaian tampaknya berfungsi seperti yang diharapkan.

Namun untuk pemahaman saya yang sangat terbatas, saya akan berpikir bahwa MSP430 akan cukup untuk menguras kapasitor. Saya sangat asing dengan perlindungan brownout, tetapi apakah fungsi ini mencegah mikro dari menguras kapasitor?

Perhatikan bahwa semua ukuran kapasitor dipilih secara sewenang-wenang kecuali untuk C1 yang disebut dalam lembar data regulator tegangan.

Max draw dari mikro sekitar 22 mA (LED digerakkan oleh transistor)

Saya tidak yakin apakah lembar data diperlukan untuk regulator dan mikro

Saya sangat tidak berpengalaman tetapi sangat tertarik dengan hal-hal ini. Tujuan saya adalah belajar dan saya berterima kasih atas bantuan Anda

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

capacitor

— Dan
sumber

Ini adalah contoh yang bagus dari pertanyaan yang bagus.

— Pejalan kaki

Apa yang terjadi ketika Anda mengganti C2 dengan 10uFtutup yang lebih kecil ?

— helloworld922

Saya tidak tahu cukup banyak tentang mikrokontroler ini untuk menjawab secara spesifik, tetapi ada IC pengawas daya yang akan memastikan mikrokontroler diatur ulang jika tegangan input turun di bawah ambang batas, alih-alih dibiarkan dalam keadaan tidak konsisten, yang mungkin merupakan apa yang terjadi sini.

— Phil Frost

@ helloworld922, saya mencoba 10uF dan 100uF juga. Hasil yang sama (diperlukan korslet)

— Dan

@ PhilFrost tidak, maksud saya C2 = 10uFbukan C2 = 470uF. Secara teoritis arus diam LM1117 (bersama dengan undian MCU saat ini) harus mengurasnya cukup cepat, jadi mungkin bukan masalah besar.

— helloworld922

Jawaban:

Anda telah mengidentifikasi masalah Anda dengan benar.

Saya tidak tahu persis berapa MSP430 saat ini maksimum dapat menarik pada pin P1-nya. Saya menemukan parameter bernama "arus dioda maksimum" di lembar data, yaitu 2mA, dan itu adalah tebakan terbaik yang bisa saya buat. Namun, ini bukan arus yang akan ditarik dalam praktiknya: begitu tegangan input regulator akan di bawah ~ 4.3V, sulit untuk memprediksi laju pelepasan.

Anda dapat meminimalkan waktu pengosongan dengan mengambil kapasitor yang lebih kecil untuk input regulator. Mengapa Anda menambahkan 470uF di tempat pertama? Saya melihat di datasheet ini (yang mana yang harus Anda gunakan sesuai dengan nomor bagian dalam skema) yang cukup untuk 100nF.

Jika debit alami masih terlalu lambat, Anda dapat menambahkan resistor pendarahan seperti yang Anda lakukan. Anda bahkan dapat mempertimbangkan untuk menambahkan resistor pull-down secara paralel ke pin P1. Jika konsumsi daya aktif sangat penting, ada teknik yang lebih efektif untuk menarik tegangan ke bawah.

CATATAN UMUM:

Penggunaan resistor pendarahan sangat umum untuk alasan keamanan. Misalnya, ada SMPS yang menggunakan kapasitor keluaran besar. Jika Anda melepaskan beban dan mengekspos pin output, tutup ini dapat (kadang-kadang) menyimpan muatannya selama beberapa menit. Jumlah muatannya sedemikian rupa sehingga manusia yang menyentuh keluaran bisa mati. Dalam kasus seperti ini, ada praktik umum untuk menambahkan resistor pendarahan (biasanya resistor daya) secara paralel ke kapasitor keluaran.

— Vasiliy
sumber

"arus dioda maksimum" terdengar seperti arus maksimum melalui dioda perlindungan pada input. Jika demikian, itu tidak ada hubungannya dengan penarikan mikrokontroler saat ini dalam operasi normal.

— Phil Frost

@ PhilFrost, saya setuju. 2mA ini adalah satu-satunya batas atas yang dapat saya temukan di spec, oleh karena itu tebakan terbaik saya.

— Vasiliy

Tidak ada alasan untuk 470uF, pemikiran saya adalah: "Kapasitor besar sebelum regulator akan menangani setiap tetes yang mungkin terjadi di kutil dinding 5V SMPS" Saya baik-baik saja dengan menggunakan kapasitor ukuran apa pun. Terima kasih atas masukan Anda

— Dan

Saya telah melepas kapasitor 470uF dan hanya menyimpan kapasitor 100nF. Ini sangat bagus! (Resistor pemeras dihapus juga) Terima kasih!

— Dan

Anda memiliki batas yang cukup tinggi di depan regulator (470μF). Tolong ukur voltase di belakang regulator saat dicolokkan. Lihat apakah tegangan turun dengan cepat atau hanya dalam hitungan detik ke tingkat di bawah tegangan yang diperlukan untuk MSP.

Saya kira pengontrol hanya menyedot daya yang sangat kecil dan perlu beberapa waktu untuk mengeringkan tutupnya. Setelah tutup dikeringkan (atau di bawah tingkat tertentu), Anda dapat berhasil memulai lagi.

Perlindungan warna coklat adalah sesuatu yang berbeda. Ini sebenarnya merupakan perlindungan untuk prosesor dari memasuki keadaan tidak terdefinisi karena tegangan berada pada tingkat di mana ia tidak dapat beroperasi dalam spesifikasi lagi, sehingga mengarah ke keadaan yang berpotensi tidak terdefinisi.

— Tom L.
sumber

Ya Anda benar, tegangan tidak cukup. Namun ketika saya pasang kembali (tanpa mengeringkan tutup) ada yang diharapkan 3.3V di kapasitor dan mikro (tetapi tidak berfungsi) saya akan menggunakan kapasitor yang jauh lebih kecil dan juga pemeras.

— Dan