¿Cómo sé que no estoy consumiendo demasiada corriente para mi suministro de 3.3 V?

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Continuando con mi expedición de aprendizaje, he decidido utilizar LM3S5R36-IQR80-C3 ARM Cortex-M3 MPU, para intentar aprender a construir mi propio PCB de experimentación, casi como el Teensy 3.0. La idea es aprender todo el proceso de diseño del PCB desde cero.

Hasta ahora he creado el siguiente circuito, trabajando en la protección contra descargas electrostáticas (ESD) para el puerto USB, así como en la fuente de alimentación de 3.3V para los pines Vdd en el chip ARM.

Soy un aficionado, por lo que no tengo un título en electrónica o experiencia, así que estoy usando las hojas de datos para el ESD array que seleccioné, así como el regulador de voltaje , para obtener un suministro constante de voltaje de 3.3V desde el Vbus USB de 5V.

Aquí está mi circuito hasta ahora (si está roto, es porque no tuve ayuda, excepto Google) :

No estoy seguro de poder preguntar aquí si el circuito se ve bien o no, pero estoy buscando una crítica constructiva. Así que siéntase libre de comentar, o refiérase a un sitio donde pueda tener mi circuito examinado por la comunidad.

Más importante, permítame decir mi pregunta real ...

Mi siguiente paso es comenzar a conectar la fuente de alimentación de 3.3V del regulador, a los pines Vdd y Vddc del chip ARM a la fuente de alimentación de 3.3V. Lo que quiero saber es, cómo puedo estar seguro de que no estoy extrayendo demasiada corriente a través del regulador o del USB 5V Vbus . Lo último que quiero es sentarme con un montón de repuestos chamuscados y un puerto USB roto en mi Mac.

Hay 4 pines Vdd y 4Vddc, así que entiendo que puedo obtener los 3.3 V de cada pin, simplemente conectándolos a la fuente en paralelo. Sin embargo, esto, dependiendo de la resistencia que cause el chip entre 3.3V y GND, lo hace complicado, y no estoy seguro de cómo asegurarme de no extraer mucha corriente.

Supongo que todo depende de cuánta corriente se hunde el chip ARM, pero no estoy seguro de cómo resolver esto de manera efectiva.

Espero que mi pregunta tenga sentido, no dude en editarla para aclararla.

    

3 respuestas

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Técnicamente, para USB, normalmente no debe dibujar más de 100 mA, a menos que esté enumerando el dispositivo y pidiendo específicamente una corriente más alta. De acuerdo con la especificación, puede enumerarse y solicitar hasta 500 mA en la especificación USB 2.0. Sin embargo, estas limitaciones rara vez se aplican físicamente, lo que significa que generalmente podrá dibujar hasta que algunos circuitos en la PC lo limiten. Entonces, en general, menos de 500 mA es seguro.

El regulador de voltaje que eligió es un regulador más antiguo que tiene muy poca protección contra cortocircuitos, protección contra voltaje inverso, protección contra sobrecalentamiento, etc. Le sugiero que seleccione una parte más moderna que pueda hacer lo que necesita e incluya todas estas cosas. Tenga en cuenta que es probable que el microcontrolador necesite una conexión directa al USB VCC. Al seleccionar el regulador de 3.3 V, debe tener en cuenta principalmente la corriente de salida y la disipación (Aparte de la salida de voltaje fijo obvia y un Vin que incluye 5 V), aunque para 500 mA no es una preocupación tan grande.

Tu circuito también necesita un fusible. Seleccione un fusible de acción rápida. Además, no vi la típica perla de ferrita y los condensadores de desacoplamiento que normalmente se agregan. Es probable que su microcontrolador necesite una conexión directa al bus de 5 V para poder funcionar con USB, así que verifique el circuito de referencia para la parte que está utilizando.

Finalmente, si al principio está tan preocupado por su Mac, encienda la placa con un convertidor de CA a 5V como los que se usan para cargar teléfonos. Mida la corriente y asegúrese de que está bien. Además, siempre mida si hay un cortocircuito entre el USB Bus VCC y GND antes de conectarlo a cualquier cosa.

El procesador ARM que está utilizando será mucho menor que el límite. Mire su hoja de datos en la página 1013, le dice que a 80MHz en pleno funcionamiento es de 90mA. Agregue las cosas adicionales y los GPIO a él y el USB es suficiente.

    
respondido por el Gustavo Litovsky
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El valor más grande que puedo encontrar en la hoja de datos de la ARM es 126ma cuando se ejecuta de plano y periféricos. Es poco probable que esto cause problemas. Si está muy preocupado, puede comprar suministros de energía de escritorio con limitadores actuales. Como mínimo, cuando lo encienda por primera vez, use un cargador de teléfono que no sea una computadora y tenga un medidor de corriente en la línea positiva.

¿Tiene la intención de conectar el ARM al USB? Habrá un circuito de referencia para eso - utilícelo. Ese bit también requiere un cuidadoso diseño de PCB.

Comenzaría con un diseño de referencia para el Stellaris (hay un tablero de desarrollo económico disponible para él) y trabajaré para comprender por qué todo está allí. Si decide que no lo necesita, elimínelo.

(Estas partes no son tan tolerantes y fáciles de usar como los PIC / AVR, y por lo tanto tienen menos probabilidades de producir un circuito en funcionamiento)

    
respondido por el pjc50
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Si el puerto USB sigue el estándar USB, está limitado actualmente. Hay un límite de corriente mínimo predeterminado, y el dispositivo USB necesita negociar más como parte del proceso de enumeración. Incluso con la negociación extra actual, hay un máximo razonable. El puerto USB no debe poder emitir más corriente que esa. Mi sistema operativo Windows me advierte cuando hay algo que intenta obtener más, pero no estoy seguro de si verá el mensaje en un mac.

    
respondido por el Scott Seidman

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