Como a fonte de alimentação Arduino funciona

Alguém por favor pode me ajudar na análise desta fonte de alimentação da placa arduino

Para meu entendimento,

1. Na presença de energia CC através do CC jac, a tensão Dc é alimentada ao regulador MC33269 para gerar + 5V. Essa mesma tensão é alimentada através do divisor R10 / R11 ao terminal + do comparador, enquanto a SAÍDA de 3,3v do FT232RL é alimentada ao terminal. o resultado diferencial positivo impulsiona a saída alta. No entanto, não tenho certeza do efeito no segundo comparador e no FET
2. Quando o conector USB é usado para alimentar a placa, não sei o que acontece.

Versão maior:

Não estou impressionado com a qualidade desse esquema. Alguém estava com preguiça de exportar essa coisa para o Eagle sem cores, o que não significa nada para as pessoas fora dele. Depois, existem os dois blocos misteriosos à esquerda. A primeira mostra 5V e GND com um limite, mas sem nenhuma dica sobre o que está sendo conectado à energia. O inferior está conectado ao PWRIN e ao GND, mas, novamente, nenhuma dica do que realmente é. Eu não confiaria muito nessa pessoa ou organização, uma vez que eles não conseguem nem acertar as pequenas coisas óbvias e claramente não têm orgulho do trabalho que deveria ter sido muito embaraçoso para mostrar essa bagunça em público. Eu acho que essa é mais uma confirmação de que os Arduinos não são apenas microcontroladores para manequins, mas também microcontroladores por manequins.

Enfim, de volta à sua pergunta. Parece que o objetivo é alternar ativamente entre a energia USB e a linha de energia PWRIN. Quando o PWRIN está presente, sempre será usado se a energia USB está disponível ou não. Para que o VIN seja útil, ele deve estar acima do VCC30 após ser dividido por dois por R10 e R11. Pelos nomes, podemos adivinhar que seriam 6V, que poderia ser o mínimo que o IC4 requer para obter uma saída confiável de 5V (não reconheço o número da peça do IC4 e não verifiquei). Você está certo, não há propósito para o IC5B. É um buffer de ganho de unidade, mas a saída do IC5A deve ter a mesma capacidade de impedância e unidade.

Observe que, da maneira como o T1 é orientado, o diodo do corpo do FET sempre permite que a tensão de alimentação USB chegue à rede de 5V. Isso permite que o sistema inicialize e, eventualmente, ligue totalmente o FET se a placa for alimentada apenas por USB. Se for usada energia externa, o FET será desligado e a queda do diodo impedirá que seja extraída uma corrente substancial da energia USB.

Esta fonte de alimentação Arduino foi projetada para "fazer a coisa certa", independentemente da fonte de energia conectada.

a coisa certa

"A coisa certa" é:

• Quando uma pessoa conecta apenas o cabo USB, a CPU e tudo o mais alimentado pela linha de + 5V é alimentada pela energia de + 5V USB.
• Quando uma pessoa conecta corretamente apenas uma verruga de 12 V, a CPU e tudo o mais alimentado pela linha + 5V é alimentada por um regulador de tensão de + 5V alimentado pela verruga.
• Quando uma pessoa é conectada corretamente ao cabo USB e à parede, ao mesmo tempo, toda a energia vem da parede e nenhuma energia "volta" para o host USB.
• Quando uma pessoa continua conectando e desconectando os cabos, a energia muda suavemente de um para o outro, de modo que enquanto pelo menos um estiver conectado corretamente o tempo todo, a CPU continuará funcionando ininterruptamente.
• Quando (não "Se"!) Uma pessoa conecta incorretamente uma verruga de 12 V - polaridade reversa - nenhuma corrente flui para ou a partir da verruga, nenhum dano é causado e o sistema age exatamente como se essa verruga não está conectada.

poder de verruga

Muitos sistemas usam 1 diodo para cada fonte de energia para alimentar o sistema a partir da tensão de entrada mais alta, o que trata automaticamente do requisito de "transição suave".

O diodo funciona bem no lado da energia da verruga.

Alimentação USB

Infelizmente, um diodo no lado da energia USB não funcionaria para o Arduino. Ao executar apenas a energia USB, uma queda de diodo (normalmente cerca de 0,6 V) faria com que tudo executasse uma queda de diodo menor que a energia USB - portanto, seria tipicamente 4,4 V, o que é aparentemente (?) Inadequado.

partes misteriosas

As versões posteriores do esquema do Arduino rotulam claramente a caixa de 3 pinos "powersupply DC 21mm", indicando um plugue de 21 mm.

Os misteriosos pinos "4" e "8" na parte superior esquerda do esquema do Arduino são os pinos de alimentação de um amplificador operacional duplo de 8 pinos. Esse amplificador operacional é usado aqui como um comparador.

pensamentos

Não sei por que o designer não usou um IC comparador ou por que o designer usou os dois amplificadores operacionais no pacote quando apenas um amplificador operacional é adequado - mas, como funciona claramente , não vou diga que está "errado".

O amplificador operacional e o pFET implementam algo muito próximo de um "diodo ideal": quando apenas o cabo USB é conectado, o amplificador operacional aciona o pFET com força, causando uma queda de tensão no pFET menor que 0,1 V (portanto tudo roda em algo próximo o suficiente para 5,0 V).

Quando uma pessoa conecta um cabo USB a um Arduino que anteriormente não tinha nada conectado, o diodo do corpo do pFET "T1" permite que a energia do cabo USB vaze o suficiente para aumentar a tensão da fonte de alimentação do amplificador operacional até cerca de 4,6 V , mais do que suficiente para ligar o amplificador operacional, que liga o pFET, puxando a tensão até mais de 4,9 V.

Quando uma pessoa conecta a parede ao conector de força do Arduino, os amplificadores operacionais desativam o pFET. O diodo do corpo pFET evita que a energia do lavador de pressão do regulador de voltagem seja devolvida ao host USB. Em princípio, a energia USB poderia continuar fluindo através do diodo do corpo pFET para o Arduino, mas isso será bastante insignificante, pois a energia USB está próxima da mesma voltagem que a voltagem regulada gerada pela verruga da parede.

ps: Quando uma pequena empresa vende 250.000 placas , eu pessoalmente uso a palavra "sucesso" em vez de "manequins".