Микроконтролери Кондензатори и мощност
Проектиране и производство на електронно оборудване.
Когато имаме няколко компонента на една и съща платка, важен аспект за нейната правилна работа е добавянето на разединяващи кондензатори, кондензатори в обем и филтриране на мощността между различните части. В този пост в блога показвам практически пример за неизправност поради липса на филтриране в захранването на микроконтролер.
Всички интегрални схеми изискват максимално и минимално ниво на напрежение за своята работа. Ако преминем отгоре, обикновено изгаряме веригата и ако паднем под веригата, тя не работи или го прави по неправилен начин.
В печатни платки най-често срещаното е, че всички интегрални схеми имат два вида кондензатори за захранване:
Така че винаги ще поставяме нанофарад кондензатори на всички захранващи щифтове на интегралните схеми, възможно най-близо до тях. И един или повече микрофарадни кондензатори на печатната платка, за да се предотвратят външните преходни напрежения или тези, произведени от самите компоненти на печатната платка, което е проблем за останалите компоненти.
Когато вътре в печатни платки имаме различни зони: зона за захранване, друга с цифрови схеми, друга с аналогови схеми и т.н. ... подходящо е да добавите кондензатори за насипни товари във всяка от зоните и да филтрирате захранващите блокове (силовите равнини) между тях . Така че, например, шумът, генериран от цифровите схеми, да не преминава в аналоговата зона, причинявайки тя да функционира неправилно.
Като пример за горното показвам много прост случай на схема с микроконтролер, където ще възникне неизправност, поради неразделяне на захранването на микроконтролера от това на друга цифрова верига, която се захранва от същия източник.
На следващото изображение можете да видите печатни платки, в които едно и също захранване (жълта кутия) захранва микроконтролер (синя кутия) и друга електроника (бели кутии).
Използвайки веригата в зелената кутия, микроконтролерът може да подава или отнема захранване от източника към електрониката в белите кутии. В розовата кутия виждаме насипния кондензатор C20 (кондензатор от няколко микрофарада) на силовата равнина, който отива към микроконтролера и следи за запояване на различни компоненти.
Схемата за захранване е както следва:
3V3 захранване (не всички компоненти на схемата са сглобени).
U1 е импулсно захранване, което ни осигурява 3V3 и до 1A изход, консумацията на микроконтролера и останалата част от електрониката, която ще свържем към този източник, е по-малка от 0,5 A, така че по принцип всичко звучи добре и можем да мислим, свързвайки всичко директно към един и същ изходен изход.
Чрез транзистор Q1 микроконтролерът може да подава или отнема захранване от източника 3V3 към електрониката в белите кутии, които са свързани към Vdd.
За да свържете микроконтролера към източника 3V3, оставихме следната схема на печатната платка:
Мощност на микроконтролера.
C20 е обемният кондензатор на частта от печатната платка (захранваща равнина), където е микроконтролерът, и за свързване на това захранване на микроконтролера към източника 3V3 сме оставили две следи върху печатната платка, резистор/индуктивност R10 и диод D4.
Оставяме диода без запояване и в R10 запояваме резистор от 0 ома, за да свържем директно захранването на микроконтролера към източника 3V3 и следователно той се свързва директно към захранването на останалата част от електрониката, свързана към Vdd, когато Q1 проведе.
0 ома съпротивление при R10.
Поставяме програма в микроконтролера, в която при натискане на бутона на печатната платка се включва електрониката на белите кутии, електроника, свързана към Vdd в първата схема.
И ето какво се случва, когато го тестваме: