돌입 전류를 제한하는 방법?

USB로 전원이 공급되는 장치를 설계하고 있습니다. 이 장치는 USB 연결을 위해 FTDI FT2232 칩을 사용합니다. 컴퓨터의 명령에 따라 FT2232 칩은 MOSFET 스위치를 통해 전원을 회로의 나머지 부분에 공급해야합니다. 이 추가 회로의 정전 용량은 50uF (FPGA + aux stuff)이며 동일한 USB 포트에서 전원이 공급됩니다. 스위치가 켜진 후이 추가 50uF 커패시턴스는 충전 될 때까지 큰 전류를 싱킹합니다.

이 돌입 전류를 제한하는 방법 1) 전원 레일의 전압 강하를 피하고 2) USB PTC가 장치의 전원을 차단하지 않도록하려면?

돌입 전류를 제한하기 위해 MOSFET 스위치와 페라이트 비드를 직렬로 연결하는 것으로 충분합니까? 아니면 전류 제한 칩이나 슬 루율 제어 칩과 같은 특수 칩을 사용해야합니까?

참고 : 모든 장치는 3.3V에서 전원이 공급됩니다. 따라서 LDO가 안정적인 3.3V를 출력하는 것을 방해하지 않으면 5V 레일의 작은 드롭은 문제가되지 않습니다.

— 이비자
소스

USB 5V에서 50 uF는 문제가되지 않습니다. PTC는 시간 상수가 있으므로 짧은 기간의 전류 스파이크는 트립되지 않습니다. 어쨌든, USB 레일을 가로 질러 수백 uF의 프로젝트가 있지만 아무런 영향을 미치지 않습니다.

— 코너 울프

@가명. PTC는 속도가 느리고 동의 기간이 짧기 때문에 트립되지 않습니다. 그러나 이러한 스파이크는 전압 레일을 충분히 떨어 뜨릴 수 있으므로 피하고 싶습니다. USB 사양에 따르면 돌입 등가 부하는 44 Ohms와 병렬로 연결된 10uF를 초과해서는 안됩니다.

— ibiza

랩탑에서 과전류 오류가 발생하여 VBUS에서 47 uF의 장치에서 작동하지 않았습니다. <10 uF의 USB 사양을 준수하십시오.

— endolith 2012 년

USB 전류 감지는 구현 / 마더 보드에 따라 다릅니다. 안전을 위해 전원 공급 USB 허브를 장치와 직렬로 연결하십시오. 이렇게하면 문제가 발생하더라도 컴퓨터에있는 물건을 날리는 것이 훨씬 어렵습니다.

— 코너 울프

나는 Beckhoff 산업용 PLC의 USB 단자와 비슷한 문제를 겪었습니다. 이는 정말 까다 롭고 전원이 공급되지 않은 USB 허브를 아무것도 연결하지 않고 (허브 자체가 커패시턴스가 너무 많음) 꽂을 때 화면에 경고를 표시합니다. FakeName이 맞습니다. 구현 / 마더 보드에 따라 다릅니다.

— Kevin Vermeer

답변:

MOSFET 게이트에서 RC 회로를 사용하여 켜기 속도를 늦 춥니 다.

FTDI 애플리케이션 노트 중 하나에는 USB Vbus의 소프트 스타트 회로에 대한 다음 예가 있습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

— 마이크
소스

동의했다. RC 회로는 커패시터로가는 전류를 제한합니다. 레일에 연결된 장치의 최소 상승 시간이 충족되도록주의를 기울여야합니다. 그렇지 않으면 진단하기 어려운 이상한 시작 논리 결함이있을 수 있습니다. 또한 MOSFET을 빠르게 차단하기 위해 저항에 빠른 턴 오프 다이오드가 필요할 수 있습니다.

— Adam Lawrence

이것이 가장 좋은 해결책 인 것 같습니다. 실제로 MOSFET 기반 소프트 스타트 회로는 FTDI 지침 ftdichip.com/Documents/AppNotes/…에 나와 있습니다. 감사합니다.

— ibiza

이 회로를 시뮬레이트 할 때별로하지 않습니다. 여전히 18 A 전류 스파이크가 발생합니다. IRLML6402의 일반적인 임계 값은 -0.55V이므로 매우 빠르게 켜집니다. 뭔가 빠졌습니까?

— endolith

semianalog.com/articles/fet-inrush/fet-inrush.pdf에 설명 된 입력에 추가 캡이있는 더 나은 버전이있는 것 같습니다 (그러나 직접 시도하지는 않았습니다)

— patstew

USB 규격의 제 11 장, 상호 운용성 및 전원 배달, 전력 소모에 장소가 아니라 엄격한 제한. 인용 된 커패시턴스는 너무 많은 전압 강하를 피하기 위해 10µF 밖에 없다. 전류 제한 및 전력 스위칭을 모두 수행 하는 특수 IC ( LM3525 등 )가있어 도움이 될 수 있지만, 그 뒤의 회로는 느린 전압 상승을 올바르게 처리해야합니다. 브라운 아웃 감지기로 충분할 수 있지만 일부 장치는 특정 순서로 많은 전압이 필요합니다.

— 얀 버니어
소스

USB 전류 제한을위한 유사한 특수 IC : AP2337 , BD82034FVJ-GE2 등

— davidcary

다른 대답은 좋지만 하나의 구성 요소 솔루션을 선호하는 경우 돌입 전류 제한 기가 있습니다.

나는 전원 공급 장치를 핫 플러그 할 때 퓨즈가 끊어지는 것을 방지하기 위해 이전에 사용했습니다. 그들의 작업은 정말 간단합니다. 기본적으로 5Ω과 같이 실온에서 저항이 있습니다. 5V 전원을 연결하면 ICL의 다른쪽에 직접 단락이 있더라도 서지 전류가 1A로 제한됩니다. (5V / 5Ω = 1A) 전류가 ICL을 통과하자마자 전류가 예열되고 저항이 0Ω에 매우 가깝게 떨어지고 (데이터 시트 확인) 구성 요소가 더 이상 회로에없는 것처럼 보입니다.

나는 그것들이 일반적으로 기존 디자인으로 재 작업하기 쉽고 하나의 구성 요소이기 때문에 이것들을 좋아합니다.

— ACD
소스

이것은 확실히 전류를 제한하는 새로운 방법이지만 OP는 전압 처짐을 방지하는 솔루션을 원했습니다.

— sherrellbc

죄송합니다. 최신으로 정렬하는 중이라고 생각했습니다. 이것이 몇 살인지 몰랐습니다. OP는 파워 레일에서 전압 강하로 이어지지 않는 것을 원했습니다. 그는 처짐에 대해 아무 말도하지 않았다. 또한 "새그"는 마이크로 초 동안 만 발생합니다 (소프트 스타트의 경우). 정상 상태에 도달하면 5V 레일은 몇 밀리 볼트 이상 떨어져 있지 않으며 3V3 레일은 영향을받지 않습니다.

— ACD

전압 강하 제한에 대해 OP가 말한 것을 전류 제한 기술의 직접적인 결과로 해석했습니다. 즉, 제안한 ICL이 1A의 전류를 통과하는 경우 5V가이를 가로 질러 떨어집니다 (즉 , 소스가 커패시턴스를 충전함에 따라 순간적으로 전압이 저하됨 ). 그래도 나는 완전히 틀릴 수 있습니다. 어쩌면 나는 교환 할 수없는 용어를 던지고있을 것입니다. 어느 쪽이든, 나는 당신의 해결책을 좋아합니다.

— sherrellbc