Ich entwerfe ein Gerät, das über USB mit Strom versorgt wird. Das Gerät verwendet den FTDI FT2232-Chip für die USB-Verbindung. Auf Befehl eines Computers sollte der FT2232-Chip die Stromversorgung über einen MOSFET-Schalter für den Rest der Schaltung freigeben. Diese zusätzliche Schaltung hat eine Kapazität von 50uF (FPGA + Aux Stuff) und wird über denselben USB-Port mit Strom versorgt. Nach dem Einschalten des Schalters nimmt diese zusätzliche Kapazität von 50 uF einen großen Strom auf, bis sie aufgeladen ist.
Wie kann dieser Einschaltstrom begrenzt werden? 1) um einen Spannungsabfall auf den Stromschienen zu vermeiden und 2) um zu verhindern, dass der USB-PTC die Stromversorgung des Geräts unterbricht?
Reicht es aus, eine Ferritperle mit dem MOSFET-Schalter in Reihe zu schalten, um den Einschaltstrom zu begrenzen? Oder sollte ich spezielle Chips verwenden, wie Chips zur Strombegrenzung oder Chips zur Anstiegsgeschwindigkeitsregelung?
Hinweis: Alle Geräte werden mit 3,3 V versorgt. Ein kleiner Abfall auf der 5-V-Schiene sollte also kein Problem sein, wenn ein LDO nicht daran gehindert wird, stabile 3,3 V auszugeben.
Antworten:
Verwenden Sie eine RC-Schaltung im MOSFET-Gate, um das Einschalten zu verlangsamen.
Eine der FTDI-App-Notizen enthält das folgende Beispiel für eine Softstart-Schaltung auf USB Vbus:
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Die USB-Spezifikation Kapitel 11, Interoperabilität und Stromversorgung, sieht strenge Beschränkungen für die Leistungsaufnahme vor. Die dort angegebene Kapazität beträgt nur 10µF, um zu viel Spannungsabfall zu vermeiden. Es gibt spezialisierte ICs (wie LM3525 ), die sowohl die Strombegrenzung als auch die Leistungsumschaltung durchführen. Dies kann hilfreich sein, aber stellen Sie sicher, dass die dahinterliegende Schaltung den langsamen Spannungsanstieg korrekt verarbeitet. Ein Brown-Out-Detektor mag ausreichen, aber einige Geräte benötigen viele Spannungen in bestimmten Ordnungen.
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Die anderen Antworten sind gut, aber wenn Sie eine Einkomponentenlösung bevorzugen, gibt es Einschaltstrombegrenzer.
Ich habe sie schon einmal benutzt, um zu verhindern, dass beim Anschließen des Netzteils Sicherungen durchbrennen. Ihre Bedienung ist wirklich einfach. Grundsätzlich haben sie einen Widerstand bei Raumtemperatur, zum Beispiel 5Ω. Wenn Sie eine 5-V-Stromquelle anschließen, ist der Stoßstrom jetzt auf 1A begrenzt, auch wenn auf der anderen Seite der ICL ein direkter Kurzschluss vorliegt. (5V / 5Ω = 1A) Sobald Strom durch den ICL fließt, beginnt er sich aufzuwärmen und sein Widerstand fällt dann sehr nahe an 0Ω ab (siehe Datenblatt) und es scheint, dass sich die Komponente nicht mehr im Stromkreis befindet.
Ich mag diese, weil sie in der Regel leicht in ein vorhandenes Design überarbeitet werden können und nur eine Komponente sind.
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