大家都知道一般USB接口屬于熱插拔,實(shí)際任意帶電進(jìn)行連接的操作都可以屬于熱插拔。我們前面講過芯片燒壞的原理,那么熱插拔就是導(dǎo)致芯片燒壞的一個主要原因之一。
在電子產(chǎn)品的整個裝配過程、以及產(chǎn)品使用過程經(jīng)常會面臨接口熱插拔或者類似熱插拔的過程。
比如:
2、排線插拔安裝
![wKgaomW5pO2AToYhAAJ3SG2n3Sw567.png](https://file1.elecfans.com/web2/M00/BF/F1/wKgaomW5pO2AToYhAAJ3SG2n3Sw567.png)
3、接插件安裝
![wKgaomW5pPKADgcIAAHfnilb5aU579.png](https://file1.elecfans.com/web2/M00/BF/F1/wKgaomW5pPKADgcIAAHfnilb5aU579.png)
4、通信接口連接
5、模塊插拔
![wKgaomW5pPiAQ11xAAcd1EcPDjI970.png](https://file1.elecfans.com/web2/M00/BF/F1/wKgaomW5pPiAQ11xAAcd1EcPDjI970.png)
那么在熱插拔過程可能發(fā)生什么?
以下面這個電池排線接口為例:
![wKgZomW5pPyAQP0FAACRJIKaTZ4580.png](https://file1.elecfans.com/web2/M00/BF/05/wKgZomW5pPyAQP0FAACRJIKaTZ4580.png)
插入過程中可能出現(xiàn)斜插,將導(dǎo)致12V加到MCU的IO上,或者GND沒有有效接入,導(dǎo)致系統(tǒng)浮地,MCU IO變成0V,GND則被抬高。
這兩種情況都將導(dǎo)致IO出現(xiàn)遠(yuǎn)高于VDD的電壓或低于VSS的負(fù)壓。
在插拔過程也確實(shí)抓到了IO口和VSS之間產(chǎn)生了極大的負(fù)壓。
![wKgZomW5pQGAROL1AAL4KPXgLPM839.png](https://file1.elecfans.com/web2/M00/BF/05/wKgZomW5pQGAROL1AAL4KPXgLPM839.png)
那么當(dāng)IO口電壓超過手冊中的范圍會發(fā)生什么?
![wKgaomW5pReAKh4hAAA4ynpZv6k729.png](https://file1.elecfans.com/web2/M00/BF/F1/wKgaomW5pReAKh4hAAA4ynpZv6k729.png)
負(fù)壓將會導(dǎo)致GND到IO之間二極管導(dǎo)通產(chǎn)生負(fù)電流,正壓過壓導(dǎo)致IO和VDD之間二極管導(dǎo)通產(chǎn)生正電流。
![wKgZomW5pRyAd8hcAAB9j4mi34E503.png](https://file1.elecfans.com/web2/M00/BF/05/wKgZomW5pRyAd8hcAAB9j4mi34E503.png)
那么這個電流能有多大呢?
如果PCB線路上沒有限流電阻二極管導(dǎo)通時電流可到1A+,足以在1ms(毫秒)時間對芯片內(nèi)部造成熱損傷。
那么當(dāng)我們添加限流電阻后,以100Ω為例、-3V為例,可以計算出電流 (3-0.3)/100=27mA,將被限制在27ma。
![wKgaomW5pSKAIYRbAAOASYrYCAs163.png](https://file1.elecfans.com/web2/M00/BF/F1/wKgaomW5pSKAIYRbAAOASYrYCAs163.png)
所以對于熱插拔的防護(hù),最簡單低成本的設(shè)計就是在接口信號上串聯(lián)電阻,電阻大小可根據(jù)信號類型和速率決定。
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