¿Es posible limitar la corriente del puerto USB con una resistencia?

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Estoy trabajando en un proyecto que tiene un puerto USB conectado a un PIC32MX460F512L. El 5v para el USB actualmente viene directamente del VREG. El puerto solo está diseñado para aceptar unidades flash USB, pero se me ocurrió que alguien podría decidir conectar un dispositivo de mayor potencia. Estoy usando un regulador lineal de 5v en mi diseño, y definitivamente se sobrecalentará si un dispositivo intenta extraer, digamos, 2A desde el puerto USB.

Si hay algo más que una unidad flash conectada al puerto, no me importa si se carga o funciona. Solo quiero asegurarme de que ni el dispositivo ni mi circuito se dañarán.

Aquí hay algunas opciones que estoy considerando.

  1. Utilice un IC de protección dedicado. por ejemplo: AP21510FM-7

Se ven perfectos, pero no puedo encontrar ninguno que limite la corriente a menos de 400 mA. Eso es demasiado para mi registro, así que tendría que cambiarme a un regulador de conmutación.

  1. Usa una resistencia simple. ¿Funcionaría?

  2. Use un PTC con una clasificación de carga justo por encima de lo que usen las unidades flash.

Esto es un poco burdo, pero al menos debería proteger mi VREG.

  1. El dispositivo más probable que podría enchufarse sería un teléfono celular, creo. Sé que hay algunos estándares para resistencias en las bases de datos que configuran la capacidad actual. Entonces, ¿los teléfonos incluso intentarán cobrar desde este puerto? Todo lo que tengo actualmente en mis líneas de datos es un televisor.
pregunta Drew

2 respuestas

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Parece que estás diseñando el llamado "host de bajo consumo". De acuerdo con las especificaciones de USB 2.0, Sección 7.2.1, dichos hosts integrados tienen derecho a existir. Puede limitar los puertos en este tipo de host a 100 mA, será formalmente correcto. También estará bien si su pila de software se conectará solo a cierta clase de dispositivos y rechazará cualquier otra cosa, siempre que la lista esté declarada en la especificación del dispositivo. Pero si su dispositivo recibe alimentación del adaptador de corriente externo de la toma de CA, no hay excusa: todos los puertos USB deben contener VBUS para una carga de al menos 500 mA.

Si realmente desea un dispositivo compatible con USB, hay interruptores de alimentación de lado alto con límite de corriente programable. Por ejemplo, TPS2552D puede comenzar desde 75 mA en adelante.

En el caso de un límite de 100 mA, la pila de software del host debe implementar una política de energía estricta: durante la enumeración debe verificar los requisitos de energía, y no configurar el dispositivo conectado si reporta un consumo superior a 100 mA. Es probable que esta gran mayoría de las unidades flash sean rechazadas por esta política, pero esta parece ser su elección de diseño.

Como último recurso, puede intentar usar una resistencia para limitar el consumo de energía, pero protegerá sus circuitos solo de dispositivos inteligentes como teléfonos inteligentes. Los requisitos actuales de VBUS son tan bajos como 4.4V, por lo que si tiene una fuente interna de + 5V, puede colocar una resistencia de 6 ohmios en serie. Por lo tanto, cualquier dispositivo dentro del rango de potencia de 100 mA verá una caída de voltaje, pero todo dentro de las especificaciones USB. Si un teléfono está conectado, reducirá su consumo de energía para mantener VBUS por encima de 4.4V. Es probable que sea demasiado bajo para cargarlo, por lo que se caerá. Pero algunos dispositivos pueden ignorar esta caída de voltaje y cargar su circuito a 1 A o algo. Así que una resistencia sería un truco feo.

Además, alimentar el puerto USB directamente desde el sistema de alimentación vital es una propuesta peligrosa. Deberá desconectar de alguna manera el puerto USB del riel del sistema, colocar un condensador de ESR bajo considerable (~ 120 uF), para proteger sus partes internas de las corrientes de entrada (que pueden ser de hasta 5 a 8 A picos) cuando un dispositivo está enchufado en caliente.

    
respondido por el Ale..chenski
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Una práctica estándar aquí es utilizar un PTC polimérico, a menudo denominado "polifusible". Es posible que haya visto esto en dispositivos antes: algunas versiones de la Raspberry Pi usaban dos para limitar la corriente a los puertos USB, por ejemplo, que pueden verse como los dispositivos verdes en la imagen de abajo. (Ignora el cable dibujado debajo de ellos).

    
respondido por el duskwuff

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