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[参考译文] TPS27081A:当输入电压为3.3V 至4.2V 时、将5V 电压连接到 ON/OFF 引脚是否安全?

Guru**** 1079480 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/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/977966/tps27081a-is-it-safe-to-connect-5v-to-the-on-off-pin-while-the-supply-to-vin-is-3-3v-to-4-2v

器件型号:TPS27081A

大家好、

我们的客户将 TPS27001ADDCR 的输入连接到电压范围为3.3V 至4.2V 的锂离子电池、以便为 GSM 模块供电。 他将把开/关引脚连接到5V。 我知道 I/O 引脚通常具有连接到 VIN 和 GND 的 ESD 二极管。 当 VIN 介于3.3V 至4.2V 之间时、将5V 连接到 ON/OFF 引脚是否安全?

此致、

Danilo

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    您好 Danilo、

    我认为这是一种可接受的打开器件的方法。  

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    Shreyas、您好!

    感谢您的回答。  

    客户注意到 TPS27001ADDCR 在连接时发热、如下所示

    VIN = 3.7V (由 BQ24072RGT 馈电、锂离子电池充电器、系统输出)

    开/关引脚= GPIO 上的逻辑高电平(来自 Arduino 的5V)

    Vout=在负载上连接 GSM 调制解调器。

    组件的值为 r1=5.1K 和 r2=1K、c1=0.1uF。

    他还注意到开/关引脚上的压降为2.5V。 5V 由 Arduino GPIO 供电、从该引脚汲取的电流约为50mA。

     

    我建议在 Arduino 的 GPIO 和开/关之间插入一个1k 电阻、之后器件不再发热。 由于来自 Dioni 的电压高于来自电池的电压、 我怀疑来自 Arduino 的电流会流向开/关引脚、然后流向 ESD 二极管、再流向为 GSM 模块供电的 VIN。 您能否确认这是否正确?

    此致、

    Danilo

     

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    您好 Danilo、

    我认为这不应该发生。 50mA 电流不应拉入该引脚、尤其是因为我认为 Arduino 无法提供该电流。  

    我建议电池比 Arduino 更强大、并将电源轨电压拉至其电平。 您能否要求客户在多个器件上确认此行为?  

    器件上的 ON 引脚是否随时浮动? 该电源轨上是否有上拉/下拉电阻?  

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    Shreyas、您好!  

    客户尝试使用另一个板、但出现了相同的问题。 他还分享 了 GSM 消耗的突发电流的概况。 请参阅原理图以供参考。 开/关和 VIN 之间是否有内部二极管?

    此致、

    Danilo

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    您好 Danilo、

    这是脉冲期间流经 GSM 模块的电流。 该器件应该可以接受、没有问题。 尽管我推荐了不同的无源器件、但我还是在这里提出了这样的问题: https://e2e.ti.com/support/power-management/f/196/t/977937 

    引脚上有一个 ESD 单元、但这些单元连接到 GND。 我无法分享芯片内部的其他细节。  

    我注意到控制引脚上没有上拉/下拉。 请确保添加此值、因为引脚随时都不能悬空。  

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    Shreyas、您好!

    我们在该芯片上观察到了一个有趣的行为、正如您建议的那样、我们安装了 R1=10K、R2=1K 和 C1 =0.1uF。 我们在 TPS 的开/关引脚上使用4.7K 的下拉电阻器接地(未显示在原理图中、已将其添加到 PCB 上。 很抱歉、之前未提及此详细信息)  

    昨天、我们移除了这个下拉电阻器、现在芯片按预期工作、Arduino 侧没有压降、我们能够平稳地控制 GSM 模块的通电和断电。  

    是否有添加下拉电阻器的设计规则? 因为添加下拉电阻器会导致芯片从 Arduino 引脚消耗更多电流。

    此致、

    Suraj

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    您好、Suraj、

    使能输入不能在任何时间段内保持悬空。 这是器件未定义的操作。 因此、如果您有一个高阻抗驱动器(1和高阻抗)、则必须使用下拉电阻器。 如果您有一个驱动器执行相反的操作(high-z 和0)、则必须使用上拉。

    此处可接受弱下拉。 如有必要、请尝试10k 或100k 下拉/上拉。

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    Shreyas、您好!

    我们确实按照您的建议连接了一个弱下拉电阻器。

    设置如下:

    将一个100K 从 TPS (开/关)引脚连接至接地。

    2. TPS 芯片输入引脚处的电压为3.4V。

    TPS (开/关)引脚连接到 Arduino 的 GPIO、工作电压~5V

    我们的观察结果如下:

    TPS 上没有下拉电阻器的情况下、我们观察到 Arduino 的 GPIO 引脚上没有压降。 GPIO 电压(~4.85)几乎接近 Arduino 的 VCC (~4.95V)

    使用 TPS 上的下拉电阻器、我们观察 Arduino 的 GPIO 引脚上的压降。 GPIO 电压为(~3.2V)、Arduino 的 VCC 为(~4.95V)

    我们可以执行导通和关断操作、但 TPS (较低的 NMOS)的栅极端子会导致电压下降、这会使我感到很困扰。

    在这方面、您能帮我们吗?在将 GPIO 信号连接到开/关引脚时、是否可以安全地按此顺序压降?  

    此致、

    Suraj

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    您好、Suraj、

    我不确定下拉为什么会导致如此大的电流消耗。 通常、Arduino I/O 应能够提供最大5mA 的电流。 在该电源轨上添加一个100kOhm 电阻器会在5V 时将电流消耗改变约50uA。 这应该完全符合 Arduino 输出额定值。  

    该器件可与 ON 引脚上的1V CPU 和 MCU 电压输入配合使用。 看到的电压将打开和关闭器件、但在引入弱下拉时、电压会下降很多、这很奇怪。 我会说、如果可能、使用1M 下拉电阻。 这应将5V 时的电流限制为5uA、这是一个非常弱的下拉电阻。 另一种可能是使用能够在没有高 z 的情况下发送逻辑高电平和逻辑低电平的 I/O

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    Shreyas、您好!

    为供您参考、我附上了我们在电路板(Arduino)上使用的 atmega328p 芯片的 I/O 规范。

    根据该规范、很明显、不应由于添加了下拉电阻器而导致压降。 必须发生其他情况、因为在我移除下拉电阻时、电压电平会恢复正常。

    我恳请你在这方面帮助我们,因为我看不到有关 atmega328p 的规定,没有将其置于逻辑0或逻辑1的默认状态。

    在最大程度上,我可以在程序开始时将 GPIO 初始化为特定级别(第一个命令;)); 采用这种方法时、临界情况是、在引脚初始化之前的一小段时间内、TPS 控制将看到高阻抗。

    预测您的响应

    此致

    Suraj

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    您好、Suraj、

    很难在这里给出固定的建议、因为正如您所说的、还有其他事情正在发生。 电压降因下拉而加剧这一事实甚至是不知道的。 如果有一条泄漏路径通过器件、那么使用或不使用下拉电阻器时、它不会发生任何变化。 只要在器件的控制引脚上施加逻辑高电平、您就会始终看到压降。

    在我看来、MCU 似乎正在进行一些工作、并且它能够从该引脚进行拉电流。 可能是 GND 的焊接连接? 遗憾的是、我不熟悉该 MCU。

    我认为在短时间内引脚上具有高阻态是可以接受的。 问题来自控制引脚上的高阻态直流运行。