Czy rezystor odpowietrzający na małym obwodzie jest obowiązkowy na kondensatorach odsprzęgających?

Mam ten podstawowy obwód z MSP430 (wyjścia idą do diod LED)

Zauważyłem dziwną (dla mnie, niewiele mówiąc) okoliczność. W tym obwodzie zawsze muszę czekać około 20 sekund lub ręcznie zewrzeć kondensator (gdy jest wyłączony), aby włączyć go ponownie.

Pierwsza wtyczka :: Wszystko działa świetnie!

Odłącz go, a następnie podłącz z powrotem :: Nic!

Odłącz go i zewrzyj kondensatory, podłącz z powrotem :: Wszystko działa świetnie!

Dodałem rezystor 4700 Ω (R1), aby utrzymać obciążenie kondensatora po wyłączeniu zasilania.

Z tym rezystorem (wybranym tylko dlatego, że ma on tylko 5 mW na rezystorze 250 mW) obwód wydaje się działać zgodnie z oczekiwaniami.

Jednak w moim bardzo ograniczonym rozumieniu sądzę, że MSP430 wystarczyłoby do osuszenia kondensatora. Nie jestem zaznajomiony z ochroną przed utratą zasilania, ale czy ta funkcja zapobiega wyczerpaniu kondensatora przez mikro?

Należy zauważyć, że wszystkie rozmiary kondensatorów zostały wybrane arbitralnie, z wyjątkiem C1, który jest wymagany w karcie danych regulatora napięcia.

Maksymalny pobór z mikro wynosi około 22 mA (diody LED są napędzane przez tranzystory)

Nie jestem pewien, czy wymagane są arkusze danych dla regulatora i mikro

Jestem bardzo niedoświadczony, ale bardzo zainteresowany tymi rzeczami. Moim celem jest uczyć się i dziękuję za pomoc

schematyczny

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

capacitor

— Dan
źródło

To świetny przykład dobrego pytania.

— Passerby

Co się stanie, gdy zastąpisz C2 mniejszą 10uFczapką?

— helloworld922

Nie wiem wystarczająco dużo o tym mikrokontrolerze, aby odpowiedzieć konkretnie, ale istnieją układy scalone nadzorcy mocy, które upewnią się, że mikrokontroler zostanie zresetowany, jeśli napięcie wejściowe spadnie poniżej progu, zamiast pozostać w jakimś niespójnym stanie, co może być tym, co się dzieje tutaj.

— Phil Frost

@ helloworld922, próbowałem też 10uF i 100uF. Te same wyniki (wymagane zwarcie)

— Dan

@PhilFrost nie, miałem na myśli C2 = 10uFzamiast C2 = 470uF. Teoretycznie prąd spoczynkowy LM1117 (wraz z poborem prądu MCU) powinien go wystarczająco szybko wyczerpać, więc prawdopodobnie nie jest to duży problem.

— helloworld922

Odpowiedzi:

Problem został poprawnie zidentyfikowany.

Nie mogłem dokładnie ustalić, jaki jest maksymalny prąd, jaki MSP430 może wyciągnąć ze swojego styku P1. Znalazłem parametr o nazwie „maksymalny prąd diody” w arkuszu danych, który wynosi 2mA i jest to najlepsze przypuszczenie, jakie mogę zrobić. Nie jest to jednak fakt, że jest to prąd, który będzie pobierany w praktyce: gdy napięcie wejściowe regulatora spadnie poniżej ~ 4,3 V, trudno jest przewidzieć szybkość rozładowania.

Możesz zminimalizować czas rozładowania, biorąc mniejsze kondensatory na wejściu regulatora. Dlaczego w ogóle dodałeś 470uF? Widzę w tym arkuszu danych (którego należy użyć zgodnie z numerem części na schemacie), że 100nF powinno wystarczyć.

Jeśli naturalne wyładowanie jest nadal zbyt wolne, możesz dodać rezystor krwawienia. Możesz nawet rozważyć dodanie rezystora obniżającego równolegle do styku P1. Jeśli aktywne zużycie energii ma duże znaczenie, istnieją bardziej efektywne energetycznie techniki obniżania napięcia.

NOTATKA OGÓLNA:

Stosowanie rezystorów odpowietrzających jest bardzo powszechne ze względów bezpieczeństwa. Na przykład istnieją SMPS, które wykorzystują ogromne kondensatory wyjściowe. Jeśli odłączysz obciążenie i odsłonisz piny wyjściowe, te nasadki mogą (czasami) przechowywać swój ładunek przez kilka minut. Ilość ładunku jest taka, że człowiek dotykający wyjść może umrzeć. W przypadkach takich jak ten powszechną praktyką jest dodawanie rezystora odpowietrzającego (zwykle rezystora mocy) równolegle do kondensatorów wyjściowych.

— Wasilij
źródło

„maksymalny prąd diody” brzmi jak maksymalny prąd przez diody zabezpieczające na wejściach. Jeśli tak, nie miałoby to nic wspólnego z bieżącym poborem mikrokontrolera w normalnej pracy.

— Phil Frost

@PhilFrost, zgadzam się. Te 2mA są jedyną górną granicą, jaką udało mi się znaleźć w specyfikacji, więc to było moje najlepsze przypuszczenie.

— Wasilij

470uF nie ma powodu, pomyślałem: „Duży kondensator przed regulatorem zajmie się wszelkimi kroplami, które mogą się zdarzyć w brodawce ściennej 5 V SMPS”. Nie mam nic przeciwko zastosowaniu kondensatora dowolnej wielkości. Dziękuję za twój wkład

— Dan

Usunąłem kondensator 470uF i zachowałem tylko kondensator 100nF. To działa świetnie! (Rezystor odpowietrzający jest również usunięty) Dzięki!

— Dan

Masz dość wysoki pułap przed regulatorem (470µF). Proszę zmierzyć napięcie za regulatorem podczas odłączania. Sprawdź, czy napięcie spada szybko, czy tylko w ciągu kilku sekund, do poziomu poniżej wymaganego napięcia dla MSP.

Wydaje mi się, że kontroler zużywa bardzo mało energii i spuszczenie korka zajmuje trochę czasu. Po wyczerpaniu limitu (lub poniżej pewnego poziomu) możesz zacząć od nowa.

Ochrona przed przepięciami jest czymś innym. W rzeczywistości jest to ochrona procesora przed wejściem w stan niezdefiniowany, ponieważ napięcie jest na poziomie, na którym nie jest już w stanie działać w ramach specyfikacji, co prowadzi do potencjalnie niezdefiniowanych stanów.

— Tom L.
źródło

Tak, masz rację, za mało napięcia. Jednak po ponownym podłączeniu (bez opróżniania pokryw) oczekiwany jest 3,3 V na kondensatorze i mikro (ale to nie działa), użyję znacznie mniejszego kondensatora i również bleedera.

— Dan