Um resistor de purga em um pequeno circuito é obrigatório nos capacitores de desacoplamento?

Eu tenho esse circuito básico com um MSP430 (as saídas vão para LEDs)

Percebi uma circunstância estranha (para mim, sem dizer muito). Nesse circuito, sempre tenho que esperar cerca de 20 segundos ou colocar manualmente em curto o capacitor (quando está desligado) para ligá-lo novamente.

Primeiro plug-in :: Tudo funciona muito bem!

Desconecte-o e conecte-o novamente: Nothing!

Desconecte e desligue os capacitores, conecte-o novamente :: Tudo funciona muito bem!

Eu adicionei um resistor de 4700ohm (R1), para ter uma carga constante no capacitor após desligar.

Com esse resistor (escolhido apenas pelo fato de ser apenas 5mW em um resistor de 250mW), o circuito parece funcionar conforme o esperado.

No entanto, para meu entendimento muito limitado, eu pensaria que o MSP430 seria suficiente para drenar o capacitor. Não estou familiarizado com a proteção contra quedas de energia, mas essa funcionalidade está impedindo que o micro drene o capacitor?

Observe que todos os tamanhos de capacitores foram escolhidos arbitrariamente, exceto C1, o que é solicitado na folha de dados do regulador de tensão.

O consumo máximo do micro é de cerca de 22 mA (os LEDs são acionados por transistores)

Não tenho certeza se são necessárias fichas técnicas para o regulador e micro

Sou altamente inexperiente, mas muito interessado nessas coisas. Meu objetivo é aprender e agradeço a sua ajuda

esquemático

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

capacitor

— Dan
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Este é um ótimo exemplo de uma boa pergunta.

— Transeunte

O que acontece quando você substitui o C2 por uma 10uFtampa menor ?

— precisa

Eu não sei o suficiente sobre este microcontrolador para responder especificamente, mas existem ICs de supervisor de energia que garantirão que o microcontrolador seja redefinido se a tensão de entrada ficar abaixo de um limite, em vez de ficar em um estado inconsistente, o que pode estar acontecendo. Aqui.

— Phil Frost

@ helloworld922, eu tentei 10uF e 100uF também. Mesmos resultados (shorting required)

— Dan

@ PhilFrost não, eu quis dizer C2 = em 10uFvez de C2 = 470uF. Teoricamente, a corrente quieta do LM1117 (juntamente com o consumo de corrente do MCU) deve esgotá-la com rapidez suficiente, portanto, provavelmente não é uma grande preocupação.

— precisa

Respostas:

Você identificou seu problema corretamente.

Não consegui descobrir exatamente qual é a corrente máxima que o MSP430 pode usar no pino P1. Encontrei um parâmetro chamado "corrente máxima do diodo" na folha de dados, que é 2mA, e é o melhor palpite que posso fazer. No entanto, não é que essa seja a corrente que será consumida na prática: quando a tensão de entrada do regulador ficar abaixo de ~ 4,3V, é difícil prever a taxa de descarga.

Você pode minimizar o tempo de descarga usando capacitores menores para a entrada do regulador. Por que você adicionou 470uF em primeiro lugar? Vejo nesta folha de dados (que é a que você deve usar de acordo com o número da peça no esquema) que 100nF deve ser suficiente.

Se a descarga natural ainda estiver muito lenta, você pode adicionar o resistor de sangramento como fez. Você pode até considerar adicionar um resistor pull-down em paralelo ao pino P1. Se o consumo de energia ativo for de alta importância, existem técnicas mais eficientes em termos de energia para diminuir a tensão.

NOTA GERAL:

O uso de resistores de sangramento é muito comum por razões de segurança. Por exemplo, existem SMPS que utilizam enormes capacitores de saída. Se você desconectar a carga e expor os pinos de saída, essas tampas podem (às vezes) armazenar sua carga por minutos. A quantidade de carga é tal que um ser humano que toca nas saídas pode morrer. Em casos como este, é prática comum adicionar um resistor de sangramento (geralmente resistor de potência) em paralelo aos capacitores de saída.

— Vasiliy
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"corrente máxima do diodo" soa como a corrente máxima através dos diodos de proteção nas entradas. Nesse caso, isso não teria nada a ver com o consumo atual do microcontrolador em operação normal.

— Phil Frost

@PhilFrost, eu concordo. Esses 2mA são o único limite superior que pude encontrar nas especificações, portanto, foi o meu melhor palpite.

— Vasiliy

Não há razão para o 470uF, meu pensamento era: "Um grande capacitor antes do regulador cuidará de qualquer queda que possa acontecer na parede de 5V SMPS" Estou perfeitamente bem com o uso de qualquer capacitor de tamanho. Obrigado pela sua contribuição #

— 314

Eu removi o capacitor de 470uF e mantive apenas o capacitor de 100nF. Isso funciona muito bem! (O resistor de sangramento também é removido) Obrigado!

— Dan

Você tem uma tampa bastante alta antes do regulador (470µF). Por favor, meça a tensão atrás do regulador enquanto estiver desligando. Veja se a tensão cai rapidamente ou apenas em segundos para um nível abaixo da tensão necessária para o MSP.

Eu acho que o controlador apenas consome muito pouca energia e leva algum tempo para drenar a tampa. Depois que a tampa é drenada (ou abaixo de algum nível), você pode iniciar com êxito novamente.

Proteção contra quedas de energia é algo diferente. Na verdade, é uma proteção para o processador de entrar em um estado indefinido devido à tensão estar em um nível em que não é mais capaz de operar dentro das especificações, levando a estados potencialmente indefinidos.

— Tom L.
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Sim, você está certo, não há tensão suficiente. No entanto, quando eu ligá-lo novamente (sem drenar as tampas), há os 3.3V esperados no capacitor e no micro (mas não funciona). Vou usar um capacitor muito menor e também um sangrador.

— Dan