Alimentación del microcontrolador directamente desde SMPS DC-DC (serie SPR01). ¿Está bien?

La ejecución de un microcontrolador directamente desde la salida de una fuente de alimentación de conmutación se realiza de forma rutinaria.

Sin embargo, la respuesta real solo puede provenir de la fuente de alimentación y las hojas de datos del microcontrolador. La hoja de datos micro le indica el voltaje de operación que requiere. La hoja de datos de la fuente de alimentación le indica el peor rango de voltajes que emitirá. Si lo último está completamente dentro de lo primero, entonces estás bien

Mayormente. El micro también puede ser susceptible a cambios rápidos en su voltaje de alimentación, incluso si el voltaje real está siempre dentro de las especificaciones. Esto no es algo que pueda encontrar en la hoja de datos. Sin embargo, en realidad, es muy poco probable que se tope con este problema siempre y cuando haya hecho las cosas habituales para hacer frente a los transitorios de suministro de energía. Esto incluye observar los requisitos de entrada y salida del conmutador y colocar tapas de derivación (como 1 µF de cerámica) en todos los pines de alimentación del micro cerca físicamente del micro.

Incluso los micros "3.3 V" estrictos generalmente permiten una potencia de 3.0-3.6 V. Los chips del conmutador con los circuitos adecuados alrededor de ellos generalmente rizarán alrededor de 100 mVpp o menos. Esto deja un margen decente. Con las tapas cerámicas correctas en la salida del conmutador, luego una buena derivación directamente en el micro, algo tendría que estar muy apagado para que no funcione correctamente.

He hecho esto varias veces, incluso cuando el micro tenía entradas analógicas. Lo que normalmente hago en ese caso es colocar un filtro L-C frente a la fuente de AVdd ("inductor de chip" de ferrita y un casquillo cerámico de 20 µF), luego use un chip de referencia separado para hacer la referencia de voltaje para el A / D. Al menos en los PIC, puede usar la referencia de 3.0 V para el A / D mientras que Vdd se ejecuta directamente desde el conmutador, y AVdd, por separado, se filtra el paso bajo del conmutador. Nuevamente, lo he hecho varias veces sin problemas.

Debería estar muy bien conectando sus circuitos de carga a la salida del convertidor DC-DC. Coloque los condensadores a través de los cables PWR / GND de cada chip IC de carga como lo haya indicado.

La precaución principal es no exceder la clasificación de corriente especificada de la salida del convertidor. De hecho, es una buena idea reducir la entrega de potencia al 80% aproximadamente. Esto significaría utilizar un convertidor de 1A a 800 mA o menos carga. Las cosas duran más y son generalmente más confiables cuando se reducen. Muchas hojas de datos incluso tendrán una curva de reducción que debe seguirse en función de la temperatura de funcionamiento del dispositivo. A temperaturas demasiado altas, puede estar limitado a usar un convertidor a niveles de menos del 20% de la capacidad nominal.

Si no tiene análogos en su sistema, debería preocuparse por dos cosas principales:

1- Condensador de salida del SMPS.

Para asegurarse de que no haya un posible impulso acumulativo de Drenaje de su IC, la corriente de salida máxima excede de su convertidor DC-DC. Supongamos que su SMPS tiene una corriente máxima de 1 A. También su VDD es de 5 V, por lo que la potencia de salida máxima debería ser superior a 5V * 1A = 5W. Calcule la suma de los pulsos de drenaje máximo de sus circuitos integrados. Si superan 1 A, debe buscar otro SMPS que proporcione más de 1A. Y si su corriente total es de alrededor de 1 A, debe elegir un capactor de salida adecuado que pueda proporcionarle suficiente corriente cuando SMPS no pueda proporcionarle tanta corriente.

Además, debe examinar las frecuencias de sus circuitos integrados que tienen pulsos de corriente alta. Usted conoce la ecuación \ $ d_V / d_t * C \ $ del capacitor. Simplemente debes usarlo. Si su IC necesita 500 mA en 0.1us (cambiando alrededor de 1 MHz) y el rizado máximo que puede pagar es de alrededor de 0.2V, entonces la ecuación es simple: \ $ 0.2V / 0.1uS * C = 0.5 A \ $, por lo que el valor de capacitancia debería Ser más de 25 uF. Por supuesto, deberías examinar todos los IC de esa manera.

2- Condensadores de derivación. Como arriba, examine todos los circuitos integrados con grandes pulsos de corriente y sus frecuencias. Y coloque condensadores de derivación en los pines VDD de cada IC con los valores de capacitancia necesarios para omitir otras frecuencias. Los condensadores de cerámica tienen un inductor de serie ESL equivalente, de modo que cada condensador de cerámica (la serie XR7 es adecuado para el bypass) tiene una impadencia mínima para una frecuencia específica. Usa los correctos.

También puede utilizar el método de desacoplamiento para circuitos integrados de pulde de alto drenaje, sin embargo, esto complica mucho más el circuito y es difícil determinar el factor de ondulación con tantos desacoplamientos. Pero es solo mi opinión, evito usar el desacoplamiento a menos que sea tan crucial para su uso (generalmente con un pulso de alto drenaje, los circuitos integrados tienen más de unos pocos amperios).

sin embargo, si su impulso de drenaje acumulado es inferior al 75% de la corriente máxima de SMPS, está bien. Use el condensador de salida recomendado en la hoja de datos. Entonces, si examinas todos los IC en tu sistema como se indicó anteriormente, estarás bien, creo.

Una idea más, las SMPS se usan generalmente para dispositivos móviles (la eficiencia energética es importante). Si le preocupa la eficiencia energética, los LDO son más convenientes de usar.

Espero poder ayudar.