Cấp nguồn cho MCU từ pin mà không cần bộ điều chỉnh

13

Tôi đã thấy một số bảng phát triển (ví dụ: BL652 dev kit ) cho các chip năng lượng thấp có nguồn pin được kết nối trực tiếp với MCU mà không cần bộ điều chỉnh.

Trong trường hợp ví dụ, pin được sử dụng là 3V CR2032. Bảng dữ liệu cho MCU xác định các tham số sau:

datasheet page 16.
Absolute Maximum Ratings            Min           Max
Voltage at VDD_nRF pin             -0.3           3.9

datasheet page 17.
Recommended Operating Parameters    Min    Typ    Max
VDD_nRF                             1.8    3.3    3.6

Tôi đang giải thích điều này là "If your battery voltage drops to a value between 0-1.7 it isn't defined what will happen".

Tại sao điều này làm tôi lo lắng là vì tôi đã thấy các bộ điều chỉnh có các chân Power Good và không tìm thấy tuyên bố rõ ràng nào trong bảng dữ liệu rằng MCU từ ví dụ sẽ không bị hỏng do điện áp thấp.

Làm cách nào tôi có thể quyết định xem có cần bộ điều chỉnh giữa pin và tải không, để đảm bảo không có thiệt hại khi điện áp pin bắt đầu giảm?

power-supply batteries voltage-regulator

— TheMeaningfulEngineer
nguồn

4

Tôi rất là một người nghiệp dư, nhưng ấn tượng của tôi là các nhà quản lý làm một vài điều. Đầu tiên, chúng giới hạn điện áp được cung cấp trong một phạm vi nhất định. Tuy nhiên, nếu điện áp cung cấp 'biến mất', họ không thể làm cho nó xuất hiện lại một cách kỳ diệu. Mất nguồn, có thể từ pin hoặc từ bất kỳ nguồn nào khác vẫn bị mất điện. Thứ hai, họ giảm bất kỳ gợn nào đến một mức chấp nhận được. Pin không thực sự có vấn đề này. Tôi không nghĩ rằng bạn có nhiều rủi ro hơn khi chạy trực tiếp từ pin hơn là từ nguồn cung cấp năng lượng trong phòng thí nghiệm.

— Vô điều kiệnReinstateMonica

30

Nếu điện áp pin của bạn giảm xuống giá trị trong khoảng 0-1,7 thì không xác định được điều gì sẽ xảy ra

Điều này thường đúng, nhưng chắc chắn, nó sẽ không phá hủy bất cứ thứ gì. Bởi vì, nếu nó mang tính hủy diệt, thì Vdd tối thiểu trong "Xếp hạng tối đa tuyệt đối" sẽ được đưa ra dưới dạng giá trị dương (mà tôi chưa từng thấy trong bất kỳ bảng dữ liệu nào và tôi hy vọng tôi sẽ không bao giờ thấy điều đó trong cuộc sống của mình - nó sẽ không ' t có ý nghĩa).

Vì vậy, tại thời điểm này, bạn được đảm bảo rằng MCU sẽ không bị phá hủy với điện áp thấp. Tuy nhiên, nó vẫn có thể hoạt động thất thường (có khả năng làm hỏng các mạch bên ngoài khác).

Bây giờ, trong loại MCU này, thường có một tính năng gọi là " phát hiện ra màu nâu ", hoặc, đôi khi, "khóa điện áp thấp". Đây là một tính năng theo dõi điện áp cung cấp và đảm bảo rằng chip được giữ ở trạng thái thiết lập lại khi điện áp ở dưới một mức nhất định (đôi khi có thể lập trình được).

Tin tốt: Có một tính năng như vậy trên chip cụ thể bạn đang sử dụng. Xem chương 5.1 trong biểu dữ liệu bạn đã liên kết.

Do đó, bạn không cần phải có bộ điều chỉnh với phát hiện "nguồn tốt" hoặc mạch theo dõi cung cấp bổ sung trong trường hợp cụ thể của bạn.

Lưu ý rằng, nếu MCU không có phát hiện màu nâu đi kèm, có những con chip nhỏ chỉ cung cấp tính năng này (thường được kết hợp với bộ tạo lại bật nguồn theo thời gian) mà không phải là bộ điều chỉnh điện áp.

— Mờ mất niềm tin vào SE
nguồn

2

Ngoài ra, người giám sát nguồn bên ngoài có thể được sử dụng trong trường hợp MCU không có các tính năng này.

— scld

1

Đối với các chip không phát hiện ra điều này, việc đặt bảo vệ thiếu điện áp giữa pin và thiết bị thường thực hiện thủ thuật. Chúng không phức tạp, đắt tiền hay đói điện.

— Cột

Không thể có một chốt với điện áp cung cấp thấp hơn (điều đó sẽ không xảy ra với điện áp cao hơn)?

— Peter Mortensen

@PeterMortensen Không, trừ khi có thể trên các chip rất bất thường và đối với các trường hợp rất cụ thể (sẽ được nêu rõ nhiều lần trong biểu dữ liệu) hoặc nếu có lỗi trong chip, không có cách nào nó có thể gặp phải lỗi vì thiếu điện áp. Điều này cũng không có ý nghĩa gì vì khi bật nguồn, phải mất một chút thời gian để nguồn cung cấp đi từ 0V đến giá trị danh nghĩa của nó (tương tự khi tắt nguồn). Bạn không thể tránh nó. Nếu bạn có nguy cơ bị khóa mỗi khi hệ thống của bạn bật, điều đó thật tệ. Điều tồi tệ nhất có thể xảy ra là hành vi thất thường, nhưng nguy cơ này được loại bỏ bởi máy dò màu nâu.

— mờ mất niềm tin vào SE

9

... trong khoảng 0-1,7 không xác định điều gì sẽ xảy ra

Trên thực tế dưới 1,8 V không có gì đảm bảo điều gì sẽ xảy ra.

Đừng lo lắng về thiệt hại đây là các thông số vận hành . Để ngăn ngừa thiệt hại, bạn không được vượt quá Xếp hạng tối đa , không được bao gồm trong bảng được liên kết. Nếu bạn biết (các) chip được sử dụng, bạn có thể tra cứu bảng dữ liệu của chúng và xem Xếp hạng tối đa. Tôi chưa bắt gặp một con chip có thể bị hư hại do điện áp cung cấp quá thấp.

Bạn thực sự muốn sản phẩm của mình "biết" và phản hồi khi pin quá yếu. Thêm một mạch phát hiện pin (hoặc sử dụng mạch bên trong) sẽ chỉ giải phóng thiết lập lại khi điện áp pin đủ cao.

— Bimpelrekkie
nguồn

Người ta tự hỏi điều gì sẽ xảy ra nếu Vdd tăng trên thông số khuyến nghị 3.6v , đến thông số tối đa tuyệt đối 3.9v . Bảng dữ liệu hiếm khi (nếu có) nói. Tôi đoán là nhà sản xuất sẽ nói, "này, chúng tôi kiểm tra tới 3.6v, nó vẫn có thể hoạt động ở trên".

— glen_geek

3

@glen_geek Vấn đề được đảm bảo trọn đời . Không phải là không có IC với thông số kỹ thuật. bạn đề cập sẽ hoạt động tốt ngay cả ở Vdd = 5 V. Nhưng nó có thể chỉ kéo dài một giờ, một ngày, một tuần, một tháng hoặc một năm. Nhà sản xuất sẽ chỉ đảm bảo tuổi thọ nhất định (ví dụ 10 năm hoạt động liên tục ở 125 độ C) ở mức 3,6 V. Nếu IC luôn ở dưới 50 C thì bạn có thể mong đợi tuổi thọ lâu hơn nữa. Ở Vdd và nhiệt độ cao hơn, các hiệu ứng như chất mang nóng và điện từ từ làm hỏng IC bên trong. Tại các điều kiện được đề nghị, đây không phải là một vấn đề như vậy.

— Bimpelrekkie

8

Không có gì đảm bảo bộ xử lý của bạn sẽ không chạy bộ nhớ và xáo trộn bộ nhớ hoặc cung cấp các dạng sóng gây khó chịu và có thể có trên các chân GPIO. Nó được đảm bảo rằng micro sẽ không bị hư hại về mặt vật lý, nhưng nó có thể gây ra thiệt hại cho một phần mềm hoặc, có thể, với thiết kế xấu, bản chất cứng.

Ví dụ, nếu micro chạy bằng pin của bạn đang kiểm soát nhiệt độ trong hồ cạn thông qua MOSFET - hoạt động như một bộ điều nhiệt từ xa và micro chạy rất nhanh, nó có thể giết chết các loài bò sát nếu pin hết. Một ví dụ cực đoan, và trong thực tế nên có nhiều biện pháp bảo vệ chống lại điều đó xảy ra. Cũng hiếm khi một micro chạy bằng pin có thể làm hỏng bất cứ thứ gì bên ngoài nó. Một ví dụ phổ biến hơn sẽ là xáo trộn RAM được hỗ trợ bởi pin hoặc EEPROM.

Để chắc chắn rằng điều đó không bao giờ xảy ra, bạn phải ức chế micro (giữ lại trong thiết lập lại) cho bất kỳ điện áp nào dưới 1.80V. Vì mạch không chính xác (luôn có dung sai trên ngưỡng), bạn có thể chọn 2.0V hoặc 1.90V. +/- 0,2 hoặc 0,1V. Thông thường cũng có một số độ trễ để nó thậm chí có thể được đặt lại ở 2.2V và hết thiết lập lại ở 1.9V. Thường cũng có độ rộng xung đặt lại tối thiểu để thiết lập lại phù hợp xảy ra do đó cũng cần được đảm bảo.

Bạn sẽ nhận được hầu hết nước ép từ CR2032 ngay cả ở nhiệt độ thấp bằng cách cắt khoảng 2,4 hoặc 2,5V vì vậy có rất ít lý do để gọi nó rất gần.

— Spehro Pefhany
nguồn