Corriente directa máxima en diodos ESD

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Estoy conectando un dsPIC33EP512MC806 con un conjunto de sistemas analógicos. Los sistemas analógicos administran una batería y tienen vregs para los sistemas digitales. Los sistemas analógicos miden el voltaje y el consumo de corriente de la batería que proporciona retroalimentación al micro. La corriente se mide con un IC de corriente de baja intensidad (ZXCT1010). La tensión se mide con un opAmp de corriente de baja intensidad en una configuración dividida por cuatro.

Es el opAmp que me preocupa. El lado digital se apagará al desconectar la alimentación del lado analógico. El lado analógico permanecerá encendido. Debido a que el lado analógico permanece encendido, el opAmp aún aplica aproximadamente 2.1 voltios al pin del procesador. Cuando el procesador está encendido, no hay corriente o al menos menos de lo que el medidor puede medir. Con el procesador apagado, hay aproximadamente 300uA de corriente desde el opAmp en el pin. Creo que un diodo ESD está sesgado hacia adelante. Hay una resistencia de 1k y un condensador de 0.1uf que sirve como filtro de paso bajo. También hay otra resistencia de 1k que sirve como protección de entrada al pin. Esto hace que haya 2k de resistencia entre el amplificador operacional y el pin del microcontrolador.

Me cuesta mucho encontrar información sobre lo que el diodo ESD puede tolerar. ¿Puede permanecer opAmp conectado al microcontrolador por tiempo indefinido si el microcontrolador se apaga?

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta vini_i

3 respuestas

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El diodo ESD al que hace referencia no es realmente un diodo ESD, no protegerá el procesador contra ESD. Yo lo llamaría diodo de pinza de entrada, y generalmente hay uno desde el pin de E / S a Vdd y otro desde el pin a Vss. La corriente máxima que puede pasar a través del diodo está bien especificada por Microchip, lo llaman Injection Current , con un máximo de +/- 5mA.

A primera vista, parecería que su 300uA está dentro de las especificaciones y no causaría ningún problema. Sin embargo, el límite de + 5 mA es cuando el procesador se está ejecutando en condiciones de funcionamiento normales, es decir, Vdd es de 3.0V a 3.6V. No asumiría que se aplica el mismo límite cuando se apaga el procesador. Lo que puede suceder con algunos procesadores es que la corriente inyectada intentará encender el procesador, lo que significa que cuando se enciende Vdd, el procesador no se inicia correctamente. No sé si esto se aplica al dsPIC.

Si esto es para un producto comercial, me gustaría estar absolutamente seguro de que la corriente inyectada no causa problemas. Buscaría eliminarlo por completo o reducirlo al mínimo de la siguiente manera:

  1. Encienda el OA1 desde la misma fuente de alimentación de 3.3V que usa el dsPIC, de modo que OA1 no pueda generar una tensión cuando el dsPIC está apagado.

  2. Coloque un interruptor analógico como un SN74LVC1G66 entre la salida de OA1 y el dsPIC, y active el interruptor solo cuando esté presente la fuente de alimentación de 3.3V dsPIC.

  3. Puede decidir que es perfectamente seguro aplicar 2.1V al pin ADC, pero en ese caso podría reducir la corriente de inyección a un mínimo aumentando el valor de R3 en su circuito. Puede descubrir que puede aumentar R3 a 47k sin afectar la precisión del ADC. Como Spehro ha comentado, la impedancia de la fuente de su circuito original es más alta que la recomendada por Microchip, pero si reemplaza R4 con 0R, estará bien.

respondido por el Steve G
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Al hacer esto, está excediendo la clasificación de voltaje máximo absoluto en los pines.

No hay corriente segura de acuerdo con la hoja de datos. Puede que funcione bien (sospecha que lo hará), pero no hay garantías del fabricante. Tenga en cuenta que ya está fuera (en 10: 1) de la impedancia de origen recomendada por el fabricante de 200 \ $ \ Omega \ $ (consulte 70621C ).

Nuevamente, esto puede funcionar bien con un chip típico a temperatura ambiente, pero no es un buen diseño para un producto producido en masa.

Usted está perdiendo 0.3mA de corriente de la batería, ¿verdad? Por qué no alimentar el amplificador operacional desde la fuente digital, entonces la corriente desperdiciada es 100 veces mejor. Por supuesto, esto plantea la misma pregunta que las entradas del amplificador operacional, pero esa es una pregunta diferente. Un 1N4148 y una resistencia adicional podrían manejarlo.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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¿Tienes un pin de IO de repuesto?

Si luego se deshace del amplificador operacional, haga que el divisor de resistencia tenga una impedancia mucho más baja (adecuada para una unidad directa al ADC del micro) y "conecte" el divisor potencial a la fuente de alimentación de 8.4 V mediante un MOSFET de canal P controlado por el pin de E / S de repuesto a través de un transistor NPN: -

1msmástarde,hamedidoelvoltajedelabateríay,dadoqueprobablementenonecesitemedirloduranteunminutomásomenos,sucorrientepromedioesde1/60,000veceslacorrienteconsumidaduranteesemilisegundocuandoconectóelPotencialdivisorparaelsuministrodelabatería.

Probablementeseaunabuenaideatenertalvez100nFenlaresistenciainferiortambién.Tambiénlepuedeninteresarlasrespuestasproporcionadasen this pregunta de intercambio de pila. Es posible que descubra que puede tener resistencias de muy alta impedancia que alimentan directamente el pin ADC, siempre que tenga un condensador en la resistencia inferior (consulte la respuesta de Hanno).

    
respondido por el Andy aka

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