레귤레이터없이 배터리로 MCU에 전원 공급

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저전력 칩을 위한 일부 개발 보드 (예 : BL652 dev 키트 )는 배터리 전원이 레귤레이터없이 MCU에 직접 연결되어 있는 것을 보았습니다 .

예제의 경우 사용 된 배터리는 3V CR2032입니다. MCU 의 데이터 시트 는 다음 파라미터를 정의합니다.

datasheet page 16.
Absolute Maximum Ratings            Min           Max
Voltage at VDD_nRF pin             -0.3           3.9

datasheet page 17.
Recommended Operating Parameters    Min    Typ    Max
VDD_nRF                             1.8    3.3    3.6

이것을로 해석하고 있습니다 "If your battery voltage drops to a value between 0-1.7 it isn't defined what will happen".

왜 내가 걱정하는 이유 는 Power Good 핀을 갖는 레귤레이터 를 보았고 데이터 시트에서 예제의 MCU가 저전압에 의해 손상되지 않는다는 명시적인 진술을 찾지 못했기 때문 입니다.

배터리 전압이 떨어지기 시작할 때 손상이 발생하지 않도록 배터리와 부하 사이에 레귤레이터가 필요한지 어떻게 알 수 있습니까?

power-supply batteries voltage-regulator

— 의미있는 엔지니어
소스

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나는 매우 아마추어이지만 내 인상은 규제 기관이 두 가지 일을한다는 것입니다. 먼저 공급 전압을 특정 범위 내로 제한합니다. 그러나 공급 전압이 '소멸'되면 마술처럼 다시 나타날 수 없습니다. 배터리 또는 다른 소스에서 전원이 손실되면 여전히 전원이 끊깁니다. 둘째, 잔물결을 허용 가능한 양으로 줄입니다. 배터리에는 실제로이 문제가 없습니다. 실험실 전원 공급 장치보다 배터리에서 직접 실행할 위험이 더 이상 없다고 생각합니다.

— 무조건

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배터리 전압이 0-1.7 사이의 값으로 떨어지면 어떤 일이 일어날 지 정의되지 않습니다

이것은 종종 사실이지만, 확실히 아무것도 파괴하지는 않습니다. 그것이 파괴적이라면 "절대 최대 등급"의 최소 Vdd가 양의 값으로 주어 졌을 것입니다. 이해가되지 않습니다).

따라서이 시점에서 MCU가 저전압으로 파괴되지 않을 것입니다. 그러나 여전히 비정상적으로 작동 할 수 있습니다 (다른 외부 회로를 손상시킬 수 있음).

이제 이런 종류의 MCU에는 종종 " 브라우 아웃 감지 "또는 때때로 "저전압 잠금"이라는 기능이 있습니다. 이것은 공급 전압을 모니터링하고 전압이 주어진 수준 (때로는 프로그래밍 가능) 미만일 때 칩이 리셋 상태로 유지되도록하는 기능입니다.

좋은 소식 : 사용중인 특정 칩에 이러한 기능이 있습니다. 연결 한 데이터 시트의 5.1 장을 참조하십시오 .

따라서 "전원 양호"감지 기능이있는 레귤레이터 나 특정 경우에 추가 공급 모니터 회로가 필요하지 않습니다.

MCU에 브라운 아웃 (brown-out) 감지 기능이 포함되어 있지 않은 경우 전압 레귤레이터없이이 기능을 제공하는 작은 칩이 있습니다 (종종 시간이 지정된 전원 켜기 리셋 생성기와 결합 됨).

— SE에 대한 희미한 믿음
소스

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또한 MCU에 이러한 기능이없는 경우 외부 전력 감시기를 사용할 수 있습니다.

— scld

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이를 감지하지 못하는 칩의 경우 배터리와 장치 사이에 저전압 보호 기능을 사용하면 일반적으로 트릭을 수행합니다. 그들은 복잡하거나 비싸지 않거나 전력이 배고프지 않습니다.

— 마스트

거기가 될 수 없습니다 래치 업 낮은 공급 전압 (즉, 하나 높은 일어나지 않을 것이다)?

— 피터 Mortensen

@PeterMortensen 아니요, 매우 이례적인 칩이나 데이터 시트에 여러 번 명확하게 언급 된 매우 특정한 경우 또는 칩에 버그가있는 경우를 제외하고는 저전압. 전원을 켤 때 전원 공급 장치가 0V에서 공칭 값 (동일한 전원 차단과 동일)으로 전환되는 데 약간의 시간이 걸리기 때문에 의미가 없습니다. 피할 수 없습니다. 시스템 전원을 켤 때마다 래치 업이 발생할 위험이 있습니다. 일어날 수있는 최악의 상황은 불규칙한 행동이지만이 위험은 브라운 아웃 감지기에 의해 제거됩니다.

— SE에 대한 희미한 믿음 상실

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... 0-1.7 사이에서 발생할 일이 정의되지 않았습니다

실제로 1.8V 미만에서는 어떤 일이 일어날 지 보장 할 수 없습니다.

이것들은 작동 매개 변수 에 대한 손상 에 대해 걱정하지 마십시오 . 손상을 방지하려면 링크 된 시트에 포함되지 않은 최대 등급을 초과해서는 안됩니다 . 사용되는 칩을 아는 경우 해당 데이터 시트를 찾아 최대 등급을 확인할 수 있습니다. 너무 낮은 공급 전압으로 인해 손상을 입을 수있는 칩을 아직 만나지 못했습니다.

배터리가 부족하면 제품이 "알고"응답하기를 원합니다. 배터리 전압이 충분히 높을 때만 리셋을 해제하는 배터리 감지 회로 (또는 내부 회로 사용)를 추가하십시오.

— 비펠 렉키
소스

Vdd가 3.6v 권장 사양보다 3.9v 절대 최대 사양으로 올라가면 어떻게 될지 궁금 합니다. 데이터 시트는 거의 말하지 않습니다. 내 생각 엔 제조업체가 "야, 우리는 최대 3.6v까지 테스트 해도 여전히 작동 할 것"이라고 말할 것이다 .

— glen_geek

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@glen_geek이 문제는 평생 보장 됩니다. 스펙을 가진 IC는 불가능하지 않다. Vdd = 5 V에서도 잘 작동한다고 언급 하지만 1 시간, 1 일, 1 주일, 1 개월 또는 1 년 동안 만 지속될 수 있습니다. 제조업체는 3.6V에서 특정 수명 (예 : 섭씨 125도에서 10 년 연속 작동) 만 보장합니다. IC가 항상 50C 미만이면 수명이 더 길어질 수 있습니다. Vdd와 온도가 높을수록 핫 캐리어 및 일렉트로 마이그레이션 과 같은 영향으로 인해 내부적으로 IC가 천천히 손상됩니다. 권장 조건에서 이러한 문제는 아닙니다.

— Bimpelrekkie

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프로세서가 amuck 및 스크램블 메모리를 실행하거나 GPIO 핀에 불쾌하고 가능한 손상 파형을 제공하지 않을 것이라는 보장은 없습니다. 마이크로가 물리적으로 손상되지는 않을 것이 보장되지만 , 부드러 우거나 디자인이 좋지 않은 경우 하드 특성 이 손상 될 수 있습니다 .

예를 들어, 배터리로 작동하는 마이크로가 원격 온도 조절기 역할을하는 MOSFET을 통해 테라리움의 온도를 제어하고 마이크로가 작동하면 배터리가 떨어지면 파충류를 죽일 수 있습니다. 극단적 인 예이며, 실제로 그러한 일이 발생하지 않도록 많은 보호 장치가 있어야합니다. 배터리 구동 식 마이크로가 외부의 모든 것을 손상시킬 수있는 경우는 거의 없습니다. 보다 일반적인 예는 배터리 지원 RAM 또는 EEPROM의 스크램블링입니다.

절대로 발생하지 않도록하려면 1.80V 미만의 전압에 대해 마이크로를 억제해야합니다 (재설정 상태로 유지). 그렇게하는 회로가 정확하지 않기 때문에 (임계 값에는 항상 허용 오차가 있음) 2.0V 또는 1.90V를 선택할 수 있습니다. +/- 0.2 또는 0.1V. 일반적으로 일부 히스테리시스가 있기 때문에 2.2V에서 리셋되고 1.9V에서 리셋되지 않을 수도 있습니다. 일반적으로 적절한 리셋이 일어나도록 보장하기 위해 최소 리셋 펄스 폭도 있습니다.

약 2.4 또는 2.5V를 차단하여 저온에서도 CR2032 에서 대부분의 주스를 얻을 수 있으므로 너무 가깝게 호출 할 이유가 거의 없습니다.

— 페페 페니
소스