Estoy de vuelta con otro misterio.
Pregunta resumen:
- ¿Por qué una entrada a un circuito restringido de voltaje se desestabilizaría o elevaría el riel superior de esa abrazadera de voltaje?
- ¿Cómo se ajusta correctamente la tensión con un suministro LDO ligeramente cargado?
Cómo llegué aquí: Estoy en medio de desarrollar un sensor para usar en el campo. Estoy tratando de hacer que esto sea robusto, así que agregué pinzas de diodo a todas las entradas con acceso al mundo exterior. Las pinzas de diodo tienen este aspecto (la entrada está en el lado izquierdo y se alimenta a un puerto IO xbee):
Elsistemafuncionaconunafuentesolar,etc.,asíquetengounreguladordeconmutación(LMR1403),conectadoencascadaaunLDO(MCP1802)paraejecutartodo.
Mientrasrealizabamidiligenciadebidayprobabalaspinzasdevoltaje,notéalgoextraño:
- amarillo=líneadesujeción
- azul=entradadelgeneradordefunciones
- verde=regulado3.3v:
Laentradadepruebaqueenviéalcircuitoestaba"elevando" el riel de alimentación, lo que causó que la pinza de voltaje fallara (ya que el diodo solo mantiene la entrada al riel). La entrada de prueba se alimentó con un generador de funciones, 1khz, con amplitudes variables, pero obviamente con amplitudes mayores de 3.3v.
Simulé el circuito en LT Spice hasta que pude recrear el problema. Utilicé un LDO similar de LT en lugar de de MCP. Asumí (¿tal vez en arrogancia? Pero bueno) que la mayoría de los diseños de LDO de baja potencia eran fundamentalmente (con suerte) los mismos. A continuación se muestra mi simulación.
Parecequeherelacionadoalmenos2posiblesproblemas:
- Cargaresistivainsuficiente.
- Capacitanciainsuficienteenelrieldesalida.
Simemetoconcualquieradelosdosenlasimulación(sisondemasiadopequeñoso"demasiado grandes" para la carga), puedo provocar situaciones muy similares. Verifiqué con mi circuito y agregué más carga resistiva (el circuito funciona a 30 mA), y un condensador de banco de salida MUCHO más grande (solo tenía una cerámica de 47uF a mano con el 1uF que estaba allí) y ambos "solucionaron" el problema en amplitudes de entrada pequeñas, pero ambas fallan aún para entradas grandes (ondas de 20 V pp). La onda se rectifica correctamente para el bucle de tierra, pero no se puede contener dentro de los 3.3v regulados.
En un intento por verificar tres veces todo, parché en un banco de suministro al riel de 3.3v y se comportó de una manera similar.
Así que mi pregunta es básicamente esta.
- ¿Cómo proteges contra circuitos ligeramente cargados? Como, digamos, un microcontrolador durmiente que solo está dibujando uA.
- ¿Me falta algo fundamental en mi diseño de pinza de voltaje? (Eso espero).
- ¿No debería usar un ldo para este caso? Estoy empezando a preguntarme si debo reajustar mi regulador de conmutación para alimentar el circuito 3.3, pero me preocupaba que no fuera lo suficientemente estable para las operaciones XBEE.
Muchas gracias. Siempre estoy aprendiendo cosas nuevas. Matt
EDITAR:
Diseño Rev # 2. Introduje un diodo de TVS para picos extremos, luego aumenté el valor de R22 para limitar la entrada de corriente a través del circuito (reduciendo así el aumento de voltaje). Esto es lo que tengo ahora:
Ajustaré C1 en función de la rapidez con la que necesito el tiempo de subida en la señal. Gracias.
