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怎么处理由电源引起的MCU发动失利?

对于主电源掉电后需要继续工作一段时间来用于数据保存或者发出报警的产品,我们往往都能够看见产品PCB板上有大电容甚至是超级电容器的身影。大容量的电容虽然能延时系统掉电,使得系统在电源意外关闭时MCU

  关于主电源掉电后需求持续作业一段时刻来用于数据保存或许宣布报警的产品,咱们往往都能够看见产品PCB板上有大电容乃至是超级电容器的身影。大容量的电容尽管能延时体系掉电,使得体系在电源意外封闭时MCU能持续完结相应操作,而假如此刻从头上电,却常常遇到体系无法发动的问题。那么这到底是怎么回事呢?遇到这种状况又该怎么处理呢?

  一、上电失利问题剖析

  1.上电缓慢引起的发动失利

  关于需求进行掉电保存或许掉电报警功用的产品,运用大容量电容缓慢放电的特性来完成这一功用往往是许多工程师的挑选,以便体系在外部电源掉电的状况下,依托电容的储能来保持体系需求的重要数据保存及安全封闭的时刻。此外,在不需求掉电保存数据的体系中,为了避免电源纹波、电源搅扰及负载变比引起供电电压的动摇,在电源输出端也需求并接一个恰当的滤波电容

  电路中添加电容,尽管使体系在某些方面能满意规划要求,可是因为电容的存在,体系的上电时刻也会相应的延伸,下电时因为电容放电缓慢,下电时刻也会更长。而上下电时刻的延伸,关于MCU来说,往往会带来意外的丧命缺陷。

  比方某系列的MCU,就常常能遇到客户反应说体系在掉电后从头上电,体系发动失利的问题,一开始工程师以为是软件的问题,花费了很大的时刻和精力来找BUG,问题依然没有很好的得到处理。后来查翻手册发现,发现该系列的MCU关于上电时刻是有必定要求的(其实简直一切品牌的MCU都有上下电时序要求)。

  图1上电要求

  从图1咱们能够看出,芯片输入电源从200mV以下为起点上升到VDD的时刻tr,手册要求是最长不能超过500ms。而电路中的大电容乃至超级电容,显然会大大拉长这个上电时刻,关于没有具体挑选参数的电源规划来说,这个时刻乃至或许会远远大于500ms。这样的话就不能很好地满意芯片的上电时刻要求,然后导致体系无法发动,或许器材内部上电时序紊乱而引起器材闩锁的问题。

  所以电源的上电缓慢关于MCU处理器来说,有时也是一个“头痛”问题,那么怎么有用的处理上电缓慢这个问题呢?先别急,咱们再来说说体系下电缓慢带来的问题。并且下电缓慢引起的问题,比上电时刻过长的问题更遍及。

  2.下电缓慢引起的发动失利

  其实上面说到的上电图中,还有一个至关重要的参数,那便是图中的twait。咱们能够从图中看到twait的最小数值为12μs。这个参数的意义便是说,在上电之前,芯片的输入电源需保持在200mV以下至少12μs的时刻。这个参数就要求咱们的电路在掉电后,假如需求对体系从头上电的话,有必要让芯片的输入电源电压至少有12μs的时刻是在200mV以下。换个视点表述便是:鄙人电后,有必要让MCU的供电电压降到200mV以下才干再次上电(12μs很短,简直能够疏忽),体系才干牢靠运转。

  因为电路中存在大电容,体系负载又小,导致电路下电缓慢,当咱们再次上电时,芯片电源电压此刻或许还没有降到200mV 以下,如下图2所示:

  图2缓慢掉电再上电示意图

  因为电路中存在较大的电容,在体系掉电后,体系负载不能很快的泄放能量时,就会呈现MCU等数字器材掉电缓慢的状况。此刻从头上电的话,因为不符合上文说到的降到200mV以下 12μs以上的要求,芯片内部就没有及时“归零”。对MCU等数字器材来说,这是一种不确认的状况,此刻再对体系进行从头上电的操作,就简略形成MCU逻辑紊乱,然后呈现器材闩锁,体系不能发动的状况。

  掉电缓慢也会导致MCU等数字器材内部掉电时序的紊乱,特别是关于需求多路电源的MCU处理器,它们关于上电时序和掉电时序有更高的要求,内部时序的紊乱会引起器材闩锁,体系无法发动。这也是为什么许多产品重启时,体系往往无法发动。

  因而咱们能够看出,体系上电或下电缓慢都有或许会形成MCU无法发动或许发动反常的状况,那么怎么对缓慢的上电放电进程进行干涉,提升上电斜率,缩短掉电时刻呢?

  二、处理方案引荐

  当遇到体系发动失利的问题时,请先运用示波器查看器材的供电引脚是不是存在上电缓慢,掉电缓慢,不完全的状况。当遇到该状况时,能够挑选在电路中调配运用广州周建功单片机科技有限公司研制的小体积、低内阻的电源调度模块:QOD-ADJ。

  该模块能够确保在体系上电时,当电压抵达额外电压的约70%-75%左右才敞开输出,尔后输出跟从输入,相当于给体系一个极快上电的电源。下电时,该模块能够对电容残存电压主动放电,能够在极短的时刻内抵达100mV以下,然后处理短时刻内再次上电时体系处于锁死状况的问题。正所谓是上电下电两不误!使体系上下电都能安稳牢靠。

  图3 QOD-ADJ模块

  QOD-ADJ具有以下功用:

  l在体系电源敞开时的快速上电,提升上电斜率;

  l电源关断时使容性负载快速放电到近0V的状况;

  l可外部操控的单通道负载开关;

  l运用简略便利,串入需求操控的电路中即可。

  三、产品运用示例

  运用下图4所示电路进行对咱们的产品进行测验:

  图4测验电路图

  当VIN=5V,Cin=2.5F(超级电容),CL=100μF,RL=10Ω时的上电曲线和掉电曲线如图5图6输入端2.5F超级电容及负载10Ω下电曲线所示。

  图5输入端2.5F超级电容及负载10Ω上电曲线

  图6输入端2.5F超级电容及负载10Ω下电曲线

  1. 明显缩短上电时刻

  由上面两图能够清楚的看出因为有超级电容的存在,VIN的上电曲线(蓝色曲线)爬高缓慢,而通过模块之后(Vout赤色曲线)明显缩短了上电时刻,使后级电路能在短时刻内抵达一种确认的状况。

  2. 明显加速掉电速度

  由图能够看出在体系掉电时,因为有超级%&&&&&%的存在,模块前端(蓝色曲线)掉电速度,反常缓慢,通过模块之后(赤色曲线)能明显加速放电速度,使得后级电路在极短的时刻内抵达一种确认的状况。

  体系中的器材关于电源的上下电有严厉的要求,在产品的规划傍边,要重视中心器材的上下电要求,包含上下电的时序,斜率等,不合理的规划往往会引起体系上电无法发动等反常状况。

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