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[参考译文] PCA9554:PCA9545数字输入因上升时间过长而损坏?

Guru**** 2387060 points
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum/855115/pca9554-pca9545-digital-inputs-damaged-caused-by-too-long-high-rise-times

器件型号:PCA9554

我们使用 PCA9545 I2C 端口扩展器芯片。
在我们的应用中、我们使用8个数字 I/O 线路作为输入(也可通过软件编程)。
有时、我们不知道何时以及为什么一个或多个输入会损坏或无法正常工作。
发生这种情况时、无法读取这些输入引脚的状态、通常我们会看到该输入损坏时为高电平。
我们正在寻找此故障的根本原因,但我们目前还无法解决。

我们在数字输入端提供了以下不准确的电路设计:
在所有这些数字输入之前、我们在每个引脚上使用一个 RC 低通滤波器。
这些电路板的设计人员将1.1k Ω 至+5V (当它变为高电平时)和100 Ω(当它变为低电平时)以及100nF 的电容接地。

IO0上端口引脚的上升和下降时间. IO7很高,太高了,我想..

  • 端口引脚 IOX 的上升时间::τ= R * C -> 1.1k Ω* 100nF = 110uS
  • 端口引脚 IOX 的下降时间:Tau = R * C -> 100Ohm * 100nF = 10uS

我想 CMOS 输入电路的上升和下降时间不能超过100ns…1us (最大值),而不是电子产品系列中的通用知识,这是更未知的,否则应使用施密特触发输入。 遗憾的是、该最大值 数字 I/O 引脚的上升和下降时间无法在数据表…中找到。

我向 TI 的应用工程师和社区提出的问题:

您是否认为在我们的应用中、通过以超过50us 的高上升时间驱动这些输入来破坏输入电路的合理性?

可以计算 TTL 低电平和 TTL 高电平之间危险区域的上升时间:
TAU = 110us --> 来自最大值 将0.8V 的 TTL 低电平更改为2.0V 的最小 TTL 高电平--> 我想说,在转换期间,Tau 的一半是正确的值--> 所以我认为它超过50us

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    嘿、Alois、

    我以前没有听说过这样的东西(输入端的慢速率会造成损坏)。 您可能会遇到的最坏情况是会导致更高的击穿电流、从而导致通过 Vcc 的"泄漏"电流更大。

    "您是否认为可以通过在我们的应用中以超过50us 的高上升时间驱动这些输入来破坏输入电路?"

    我不这么认为。

    您是否有我们可以查看的器件原理图? 我想看看我是否发现了可能对器件造成损坏的其他任何东西。 此外、I/O 端口实际连接到了什么?

    谢谢、

    -Bobby

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Bobby、

    非常感谢您的重播,很抱歉我的回答延迟了。

    请参阅 TI 的以下应用手册: SCBA004D–1994年7月–2016年9月修订版-慢速或浮点 CMOS 的影响 inputs.pdf
    在本应用手册中、作者确切地描述了您还提到的内容-在长上升或下降时间内将看到更大的 VCC 电流。

    我不知道、这些更高的电流是否会破坏芯片?

    我添加了电路器件、其中出现了未知的 PCA9545芯片错误。
    如果一个连接器被连接至 X12.x (8个完全一样的连接器检测电路被连接至一个 PCA9545芯片)、这个电路检测
    在 X12.1处 、当连接连接器时、我们在引脚 P5和 P6之间建立一个桥、这意味着我们将电压从+5V (通过上拉电阻器 R12)拉至 GND、由 X12.1处的红线表示。

    我在我的第一个博客中写道、有时我们不知道何时以及为什么 tthis PCA9545的一个或多个输入将被损坏或无法正常工作。

    发生这种情况时、无法读取这些故障输入引脚的状态(有时一个或多个引脚、从不是所有引脚)。
    当输入损坏时、我们始终从芯片读取高电平、但连接器会将输入电平拉至低电平、我们应该读取低电平。

    我们正在寻找这种失败的根本原因,但到目前为止,我们无法解决这一问题。
    我们还讨论了、如果 ESD 是原因、但我们认为情况并非如此、在我们的生产和 EOL 产品线中、我们非常谨慎地对待 ESD。

    谢谢、Alois

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    [引用用户="Alois Lang1"]

    您好、Bobby、

    非常感谢您的重播,很抱歉我的回答延迟了。

    请参阅 TI 的以下应用手册: SCBA004D–1994年7月–2016年9月修订版-慢速或浮点 CMOS 的影响 inputs.pdf
    在本应用手册中、作者确切地描述了您还提到的内容-在长上升或下降时间内将看到更大的 VCC 电流。

    我不知道、这些更高的电流是否会破坏芯片?

    对于我们的器件(I2C 器件)、这样的情况不太可能在短时间内损坏芯片。 我曾与其他工程师讨论过这一点、他曾建议过类似浮点输入的器件可能会在10~20年时间内导致问题/损坏..... 不过、我不确定这一说法是否属实。

    我添加了电路器件、其中出现了未知的 PCA9545芯片错误。
    如果一个连接器被连接至 X12.x (8个完全一样的连接器检测电路被连接至一个 PCA9545芯片)、这个电路检测
    在 X12.1处 、当连接连接器时、我们在引脚 P5和 P6之间建立一个桥、这意味着我们将电压从+5V (通过上拉电阻器 R12)拉至 GND、由 X12.1处的红线表示。

    我在我的第一个博客中写道、有时我们不知道何时以及为什么 tthis PCA9545的一个或多个输入将被损坏或无法正常工作。

    发生这种情况时、无法读取这些故障输入引脚的状态(有时一个或多个引脚、从不是所有引脚)。
    当输入损坏时、我们始终从芯片读取高电平、但连接器会将输入电平拉至低电平、我们应该读取低电平。

    我们正在寻找这种失败的根本原因,但到目前为止,我们无法解决这一问题。
    我们还讨论了、如果 ESD 是原因、但我们认为情况并非如此、在我们的生产和 EOL 产品线中、我们非常谨慎地对待 ESD。

    谢谢、Alois

    您是否具有连接到器件时信号的范围? 可能是某种瞬时热插拔事件导致损坏。 我发现了一个原因、即有人试图将器件插入 I/O 扩展器的其中一个输入、初始连接导致输入端出现22V 尖峰。 这样的东西可能会损坏我们的器件。

    [/报价]

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    好的、这是一个非常有用的提示、如果我们看到电压尖峰、我们将检查此连接行为并进行测量。
    如果我们有采购、我将回答、提前感谢您、

    阿洛伊斯