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[参考译文] TCA9803:在所有电路板上使用 TCA9803器件配置多个从电路板

Guru**** 2524460 points
Other Parts Discussed in Thread: TCA9803, TCA9800, TCA9517, TCA9509

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/1199046/tca9803-configuring-multiple-slave-boards-with-tca9803-devices-on-all-boards

器件型号:TCA9803
主题中讨论的其他器件: TCA9800TCA9517TCA9509

我们的新产品具有以下 I2C 配置:

  • 一个 I2C 总线主板和5个从板、都在同一总线上
  • 通过短电缆连接电路板
  • 所有电路板的运行电压均为3.3V

我们希望按照以下配置在主电路板和从电路板上放置 TCA9803器件。 我们的用例仅进行缓冲、没有电平转换。 您能否确认此设置是否正确? 谢谢!

我们要感谢 TI 团队提供(到目前为止)最佳的 I2C 产品系列! 我们一直依靠 TI 来满足我们的所有 I2C 器件需求。

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    这样的设置是可能的;允许连接一个⟷B、也可以串联、并且带有多个 A 侧。

    但请注意、您一定不能在任何 B 侧连接任何上拉电阻器;移除大总线段上的上拉电阻器。

    如果从板不大、您可以在它们上使用 TCA9800。 (TCA9800/1/2/3与 B 侧电流源之间的唯一区别。)

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    非常感谢,克莱门斯! 我们非常感谢您的快速、清晰的回复。 我的最后一个问题是关于 TCA980x 系列中的器件选择。 数据表中显示"选择 TCA9803作为默认值是可以接受的。" 优化器件选择(并考虑 TCA9800)是否有任何优势? 考虑到 TCA9803具有最强的驱动、我们是否应在所有位置仅使用 TCA9803? 在我们的应用中、功耗不是问题。

    你们是最棒的!

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    电流越大、耗电量越高。 如果您不介意、只需使用-3。

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    再次感谢 Clemens、您的分辨率超快! 为结束此主题、我已在我们的最终系统图下方发布、展示了我们的总线主板和五个从板、所有板上都具有 TCA9803缓冲器。 与我最初发布的图表相比、此图表有两处变化:

    • 我从 TCA9803"B"侧移除了所有上拉电阻(在我之前的图中、我误留下了一对)。
    • 我添加了12V 和 GND 线、以明确从板上的3.3V 电源是局部调节的。 我们的板对板布线有四条线:12V、SDA、SCL、GND。

    Clemens、请您快速看一下、并确认这个最终图完全正确吗?

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    看起来很好。 (假设去耦电容器之类的东西是隐含的。)

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    谢谢! μF、μF 会遵循数据表的建议、尽可能靠近 VCCA 和 VCCB 引脚放置0.1 μ F 和1 μ F 电容器。

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    感谢您的帮助!

    Virtuix、

    如果您有任何其他问题、敬请告知。

    此致、

    Eric Hackett

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    大家好、Eric 和 Clemens、今天我们在初始 TCA9803测试设置中遇到一些难题、希望获得您的建议。

    背景信息:

    • 我们的 I2C 总线系统具有一个连接到五个从属板的总线主板。 从总线主板到第一个从板的电缆长度约为2米。 从主板开始、通过短电缆以菊花链形式相互连接。
    • 在测试过程中、我们发现总线主板上的总线电缆意外热拔插可能会在总线上产生尖峰、从而损坏总线主板上的元件。 为解决此问题、我们在靠近总线主板电缆连接器的 SDA/SCL 线上放置了220欧姆的串联电阻。
    • 尽管我们的系统在 Beta 测试中一直运行良好、但由于存在布线和总线上的物理距离、我们决定添加缓冲器器件是明智的做法。 我们考虑了 TCA9517和 TCA9803。 我们决定先试用 TCA9803。 我们喜欢 TCA9803不使用上拉电阻器的这一事实、我们担心这可能会与我们的串联电阻器形成分压器、从而可能提高 VOL

    下图显示了我们的初始 TCA9803测试设置。 说明:

    • 我们在总线主板上放置了一个 TCA9803器件、以驱动五个从板(我们尚未在每个从板上放置 TCA9803器件)。
    • 我们从所有从板上移除了上拉电阻器。 我们在 TCA9803的 A 侧留下了上拉电阻器(4.7K)。
    • 我们将0.1uF 去耦电容器靠近 TCA9803的 VCCA 和 VCCA 引脚放置。

    我们发现 TCA9803设置不能正常工作。 总线主控无法控制从器件(我们尚未研究 SDA/SCL 波形、但将会研究)。 但当我们恢复到正常配置、没有 TCA90803缓冲器、而将总线直接连接到总线主控(Nordic nRF5340 MCU)时、工作正常。 对可能出现的问题有什么想法吗? 明天我们将尝试用 TCA9517代替 TCA9803、看看会发生什么情况。

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    220 μ m 太高;请 Ω 数据表第9.4.1.1.2节。

    为 Ω 针对瞬态电压和 ESD 的适当保护、我会使用一个小型串联电阻器(例如10 k Ω)并在其前面连接到 VCC/GND 的钳位二极管。 您可能需要在所有板的连接器处提供保护。 使用肖特基二极管时、请检查 IEXT-I/IET-O 上的总泄漏电流

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    谢谢。 我发现 数据表中的第9.4.1.1.2节说明了 串联电阻两端的电压差如何增加外部器件的有效 VOL、从而将总线拉低:

    最初我们在 SDA/SCL 线路上尝试使用 TVS 二极管、但我们发现从从总线发出的非常快的瞬态(由于总线主板上的总线电缆的热拔插导致)会损坏 TVS 二极管。 通过添加220欧姆的串联电阻、我们抑制了瞬态。 鉴于 TVS 二极管已因瞬变而损坏、如果我们按照您的建议使用钳位二极管、您认为它们也可能已损坏吗?

    我们将尝试钳位二极管。 下图是否正确? 您推荐齐纳二极管还是肖特基二极管? 我假设肖特基型是最好的。 使用肖特基二极管时、您提到我们应检查反向方向(IR)的泄漏电流。 您建议与 TCA9803结合使用何种红外规格?

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    Virtuix、

    感谢您提供额外信息、我们明天会回复您。

    此致、

    Eric Hackett  

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    Virtuix、

    我们最初尝试在 SDA/SCL 线路上使用 TVS 二极管,但我们发现从从总线发出的非常快的瞬态(由总线主板上的总线电缆热拔出引起)会损坏 TVS 二极管。 通过添加220欧姆的串联电阻、我们抑制了瞬态。 鉴于 TVS 二极管因瞬变而损坏、如果我们按照您的建议使用钳位二极管、您认为它们也可能损坏吗?

    您是否已获取所使用 TVS 二极管的数据表?  

    220欧姆的电阻将利用总线上的寄生电容创建低通滤波器。 这会抑制瞬态、但也会影响 Vol

    钳位二极管是否损坏取决于二极管的电气特性。  

    您是否测试了10欧姆电阻以查看这是否防止了损坏、还是仅测试了220欧姆电阻?  

    我们将尝试钳位二极管。 下图是否正确? 您推荐齐纳二极管还是肖特基二极管? 我假设肖特基型是最好的。 使用肖特基二极管时、您提到我们应检查反向方向(IR)的泄漏电流。 您建议与 TCA9803结合使用何种红外规格?

    [/报价]

    肖特基二极管将起作用、但需要遵守 IEXT-I 和 IEXT-O 规格:

    在 TCA9803的 B 侧、  

    IEXT-I (最大值)= 100uA

    IEXT-O (最大值)= 200uA

    此致、

    泰勒

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    您好、Virtuix:

    由于添加220 Ω 串联电阻似乎对您的设置有利、您可能需要从 TCA9803对 TCA9509切换主侧的缓冲器。 这样可以将电流偏移从 B 侧翻转到 A 侧。 因此、TCA9509的 B 侧可以串联一个220欧姆的电阻器。 TCA9509是 TCA980x 引脚对引脚兼容的器件、您需要在 B 侧添加上拉电阻器、并且您可能希望削弱或移除 TCA9509 A 侧的上拉电阻器。

    我认为肖特基二极管可以更快地导通(具有更低的 VFD)、只要电感反冲期间驱动的电流不过大、我认为肖特基二极管足以解决问题。 (使用串联电阻器也有助于降低此电流)

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    您好、Clemens、Bobby、Tyler 和 Eric:非常感谢您提供快速且内容丰富的回答。 这些信息正是我们所需要的。 如果我们还有其他问题、我们会告诉您!

    本演示视频展示了您的部件将要进入的系统(VR 娱乐系统称为"Omni One"):

    https://youtu.be/E71k67dQ1ao

    将来、在我们扩大生产规模之后、我们很乐意向 TI 团队发送证明、以感谢您为此付出的努力!