Dlaczego podłączanie na gorąco wysadza i jak temu zapobiegać?

Dwa inne efekty, oprócz tych już wspomnianych, mogą zakłócać bardzo delikatne obwody:

– Kable ekranowane i kable koncentryczne są w rzeczywistości kondensatorami, które mogą utrzymywać ładunek. Ładunek ten może zostać błędnie zinterpretowany jako sygnał i spowodować niepożądane zmiany stanu (np. Awarię procesora), a nawet …

-Latchup. Przy zasilaniu IC niektóre typy niezabezpieczonych wejść CMOS nie mogą wytrzymać napięcia powyżej napięcia zasilania nawet przez mikrosekundy, ponieważ wywoła to efekt dodatniego sprzężenia zwrotnego (całe urządzenie nagle wygląda jak tyrystor przy tych napięciach), pozostawiając urządzenie w stanie awaria lub nawet działanie bliskie zwarcia na szynach zasilających.

Zwróć uwagę, że dwie szpilki po obu stronach są dłuższe, a dwie pośrodku są krótsze. Gwarantuje to, że połączenia są wykonane we właściwej kolejności (a także zerwane we właściwej kolejności podczas odłączania).

Jeśli złącze nie jest przeznaczone do podłączania na gorąco, nie ma takiej gwarancji.

Kolejność, jaką chcesz, to:

• Po pierwsze, uziemienie / tarcza.

Gwarantuje to, że obie strony zgadzają się co do tego, czym jest „0V”, a także rozładowuje wszelkie elektryczność statyczna bezpiecznie. Czasami widoczna jest niewielka iskra. Nie chcesz najpierw podłączać styków wrażliwych na ESD!

• Po drugie, zasilanie.

• Po trzecie, sygnały

Porządek jest bardzo ważny. Naprawdę chcesz uniknąć przykładania napięcia do pinów sygnałowych niezasilanego układu scalonego, ponieważ prąd przepływa wtedy przez diody zabezpieczające ESD, a układ będzie zasilany ze styków IO. Może to spowodować uszkodzenie chipa.

Ponadto, jeśli uziemienie łączy się jako ostatnie, linie sygnałowe będą zamiast tego działać jako masa i będzie w nich płynąć prąd. Jeśli urządzenie zawiera układy 3V3 zasilane przez LDO z + 5V z USB, a masa nie jest podłączona, kto wie jakie będą napięcia wewnątrz urządzenia …

Doskonały przykład tego, jak NIE należy tego robić, to złącza audio RCA.

Zwróć uwagę, jak końcówka styka się jako pierwsza. Jestem pewien, że już to robiłeś. Głośniki wydają bardzo głośne buczenie, dopóki uziemienie nie zostanie podłączone.

dlaczego rzeczy nie lubią podłączania na gorąco?

Dzieje się tak, ponieważ styki łączą się w złej kolejności.

Skoro wspomniałeś o ESC, sądzę, że masz wystarczająco duże napięcia i prądy, aby usmażyć kilka frytek. W takim przypadku niepodłączenie uziemienia w pierwszej kolejności może naprawdę zaszkodzić …

Czy jest łatwy sposób na ponowne zabezpieczenie tego?

Używaj złącza, które jest bezpieczne przy podłączaniu podczas pracy.Jeśli nie przenosi zasilania, tylko sygnały i masę, zamiast tego można uciec z rezystorami o dużej wartości na liniach sygnałowych … ale to jest hack.

Niestety te złącza są bardzo rzadkie . Nagłówki, takie jak te używane w arduino, są zaprojektowane jako część gotowego produktu, który zostanie podłączony tylko podczas produkcji, więc nie będą one odporne na podłączanie na gorąco.

Złącza odporne na hotplug będą dostępne dla zwykłych standardów (USB, HDMI, cokolwiek), ale to nie będzie to, czego potrzebujesz do swojej aplikacji.

Więc myślę, że utknąłeś, robiąc to ostrożnie, wyłączając się, zanim zepsujesz obwód …

Komentarze

• +1 tak, te złącza RCA są okropne.
• TRS też jest zły, ponieważ w zasadzie zrywa wszystko ze wszystkim podczas podłączania.
• ' Głośniki wydają bardzo głośne buczenie, dopóki uziemienie nie zostaną połączone. ' O mój … więc s dlaczego! +1
• Tak, oba uziemienia obudowy będą miały różne potencjały prądu zmiennego z powodu upływu transformatora itp., Więc po podłączeniu ” hot ” środkowy pin do wejścia bez podłączania mas, to napięcie AC staje się twoim sygnałem! Rozwiązaniem jest przytrzymanie uziemienia jednego męskiego kabla RCA dociśniętego do żeńskiego, a następnie podłączenie drugiego męskiego złącza RCA … trochę ” najpierw podłącz uziemienie ręcznie! ” Lub podłącz jedno RCA do nieużywanego wejścia (które łączy masy), a następnie podłącz drugie RCA do wejścia na żywo, a następnie przesuń pierwszy we właściwe położenie … co za bałagan !
• Powinno być OK, ponieważ sprzęt jest zaprojektowany tak, aby na to pozwalać (gdyby nie ' t, zwroty gwarancyjne byłyby pewnym problemem …)

Hot swaping jest zła z kilku powodów:
1) Jeśli podłączyłeś Vcc wcześniej prąd doziemny może wpływać do obwodu w nietypowy sposób. Na przykład, jeśli Vcc jest podłączone i styk cyfrowy lub analogowy przed masą, moc może wpłynąć do Vcc i wyjść z pinu, potencjalnie powodując zwarcie tego styku i spalenie tej części obwodu.

2) Może powodować zanik napięcia spowodowany chwilowym spadkiem napięcia na magistrali systemowej lub zasilaczu.

3) Po rozłączeniu cewki indukcyjne w obwodzie lub kable mogą wykazywać wysokie napięcie, jeśli zostaną odłączone.

(Miałem kabel, którego nie można było wymieniać na gorąco w produkcie, który przedstawiciele serwisu wymienialiby na gorąco w razie wypadku. Z powodu wzajemnej indukcyjności w kablu (i niewłaściwej konstrukcji kabla z prostymi przewodami biegnącymi obok siebie na około metr) wysadziłby sterowniki cyfrowe po obu stronach kabla. Po dalszej kontroli odkryto, że po odłączeniu kabla cyfrowa linia CMOS wzrośnie do 7V!)

Odniosłem również wielki sukces we wdrażaniu obu poniższych strategii. Jedną rzeczą, którą możesz zrobić w projektowaniu, jeśli używasz własnego systemu hot swap, jest znalezienie standardowego złącza (użyłem sca2 dla mojej magistrali, ale możesz użyć SATA lub innego standardowego złącza branżowego, po prostu upewnij się, że ludzie rozumieją, że nie mogą podłączyć inne rzeczy).

Obwód wstępnego ładowania:

Długi pin i rezystor ograniczający prąd mogą być użyte do ograniczenia prądu rozruchowego do urządzenie. Długi pin łączy się jako pierwszy; ograniczenie prądu musi być ustawione tak, aby szyny zasilania systemu hosta pozostawały w specyfikacji, ale urządzenie ładuje się odpowiednio, zanim styki zasilania i sygnałowe połączą się. Należy zachować ostrożność przy wyborze wstępnego wartość rezystora ładowania, poniższe scenariusze pokazują niektóre typowe problemy: Jeśli wartość rezystora ładowania wstępnego jest zbyt mała, urządzenie będzie nadal pobierać zbyt duży prąd po włożeniu, co spowoduje, że szyny zasilające systemu przestaną być regulowane.

Kontroler typu hot swap

Układ scalony kontrolera typu hot swap kontroluje prąd rozruchowy urządzenia. Sterowniki typu hot swap zazwyczaj zawierają elektroniczne bezpieczniki, aw zastosowaniach wysokoprądowych może być trudno odróżnić prąd rozruchowy od zwarcia. Komponenty są droższe niż rezystory ładowania wstępnego, aw niektórych przypadkach użycie bardziej aktywnych komponentów w systemie może powodować problemy z niezawodnością.

Źródło obrazu i tekstu: Rozważania projektowe dla Hot Swap

Komentarze

• Przy okazji przerwy w dostawie są ważne, ponieważ mogą wprowadzać logikę cyfrową (i niektóre obwody analogowe ) w dziwne stany. I niekoniecznie tylko obwody na schemacie mogą obejmować np.składniki pasożytnicze. Wyszukaj ” Latchup „.
• Tak, musiałem dostroić rezystory na płytce wymienianej podczas pracy, aby ładunek, aby upewnić się, że nie wyrzucają innych desek w autobusie. Więc inne karty mogą kontynuować działanie

To naprawdę zależy od obwodu, aw niektórych przypadkach od złącza

Kiedy coś odłączasz lub podłączasz, nie wszystkie połączenia odbywają się w tym samym czasie. Oznacza to, że podczas procesu występuje nieprzewidywalny stan połączenia. Niektóre z tych połączeń mogą powodować duże napięcia lub duży prąd tam, gdzie naprawdę tego nie chcesz. Co gorsza, złącza są zwykle ciasne, co oznacza, że użytkownik kręci nimi, aby się rozdzieliły, tworząc jeszcze więcej przypadkowych marek i przerw w procesie.

Niektóre złącza, takie jak złącza krawędziowe kart, są również znane z zwarcie sąsiednich kołków podczas wkładania lub wyjmowania przed właściwym dopasowaniem. Nigdy nie należy nawet myśleć o podłączaniu lub odłączaniu jednego z nich na gorąco.

Jeśli to, co jest odłączane, nie obchodzi, na przykład dwubiegunowa wtyczka przechodzi do diody LED z prostym napędem pull-up pull-up , nic złego się nie stanie, zakładając, że nie zlikwidujesz tego za pomocą ESD. Ale większość rzeczy nie jest tak solidna.

Oczywiście można zaprojektować elementy tak, aby można je było podłączać podczas pracy, ale jest to skomplikowane i drogie oraz niefunkcjonalne przez większość okresu użytkowania produktu i trudne do uzasadnić, jeśli nie jest to specyficzny wymóg projektowy.

Mimo to systemy powinny być zawsze projektowane w taki sposób, że jeśli urządzenie jest zasilane, gdy czujnik A nie jest podłączony, wyjście B nie powinno przejść w jakiś stan to zależy od tego czujnika. Jeśli utrata czujnika spowoduje awarię lub niebezpieczeństwo, należy zastosować odpowiednie środki, aby wykryć tę utratę i bezpiecznie przejść w bezpieczny stan.

Ale ogólnie, jeśli NAPRAWDĘ nie wiesz, co może się zdarzyć, zrób nie na gorąco!

Komentarze

• Chciałbym ' nie wiedzieć, że złącza krawędziowe kart są złe w ten sposób. Kiedyś wysadziłem ponad 300 funtów komponentów PC, ponieważ zapomniałem, że mam je w trybie gotowości. Komputer włączył się, gdy tylko podłączyłem kartę gfx. TO nie było ' t śmieszne !! Ja