USB6B1 - zabezpieczenie portu USB mikrokontrolera

Buduję w tej chwili pewne urządzenie, które będzie wyposażone w moduł GSM i zasilanie z akumulatorka li-ion (właściwie jako backup, bo zasilacz cały czas będzie podłączony). Planuje wykorzystać zwykłą ładowarkę miniUSB + jakiś scalony kontroler ładowania (np. MCP73831) oraz przetwornicę na 3,3V (TPS63031). A skoro płytka ma zawierać już złącze mikro USB, to mam zamiar doprowadzić do niego również sygnały D+ i D- z MCU, umożliwiając podłączenie urządzenia do komputera.

Mam jednak pytanie co do sposobu montażu układu USB6B1 (zabezpieczenie antyprzepięciowe USB). Znalazłem następujący projekt wykorzystujący ten układ:

formatting link
Na schemacie widać, że obydwa połączenia VCC i GND są ze sobą połączone na płytce, chociaż z rysunków w dokumentacji wynika, że te piny są ze sobą połączone już wewnątrz układu. Czy powinienem je mimo wszystko łączyć też na zewnątrz?

Po drugie - chciałbym skonsultować sposób prowadzenia ścieżek w tej części układu:

formatting link
Obudowę gniazda mini USB jak rozumiem powinienem połączyć z masą przez kondensator 10nF na możliwie wysokie napięcie, połączony równolegle z rezystorem 1M?

Reply to
Atlantis
Loading thread data ...

Jak duży aku (mAh) tam będzie? Jeśli powyżej 500 to proponuję w konfiguracji prądu ładowania tego MCP od razu ustawić prąd 500mA, bo z mniejszymi ładuje baardzo długo.

Reply to
Marek

Użytkownik "Atlantis" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:o21nna$4bp$ snipped-for-privacy@news.icm.edu.pl...

A potem ktos ci podlaczy urzadzenie z USB-C, ktore dopuszcza 3A zasilania ... chip to wytrzyma ?

J.

Reply to
J.F.

W dniu 2016-12-05 o 13:54, J.F. pisze:

Czekaj, czekaj. Po pierwsze: przecież to jest klient, nie host. Żadne podłączone urządzenie nie będzie brało napięcia z portu. Wręcz przeciwnie - będzie zasilało układ ładowania akumulatorka li-ion/li-pol, który będzie miał hardware'owo ustawiony limit pobieranego prądu na wartość mniejszą niż

500 mA. Po drugie: widoczny na płytce R18 to bezpiecznik polimerowy.

W każdym razie jaka jest właściwa szkoła w takim przypadku? Powinienem łączyć te piny czy nie?

Reply to
Atlantis

Atlantis snipped-for-privacy@wp.pl napisał(a):

Jak producent nie każe, to nie musisz. A jak połączysz, to nie wiem czym to miałoby szkodzić. Jak dla mnie to dowolność tutaj.

Reply to
Grzegorz Niemirowski

W dniu 2016-12-04 o 19:36, Atlantis pisze:

Sam układ raczej taki sobie, chociaż ma też swoje zalety. Duża obudowa to z jednej strony zaleta bo ma się gdzie energia wyładowania odkładać, ale z drugiej nie pozwala na dobre poprowadzenie ścieżek, bo raczej impedancji nie utrzymasz nawet zgrubnie. A już ten ślimak to jest taki sobie pomysł - ja bym raczej stawał na głowie żeby puścić ścieżki maksymalnie równolegle tak daleko jak się da. Myślę, że o ile nie ma przeciwwskazań dla takiego pomysłu, wykorzystałbym wewnętrzny układ połączeń w scalaku do odwrócenia kolejności zamiast kombinować z pętlą pod scalakiem. Samą strukturę masz na pewno na środku obudowy i tak bym kombinował żeby ścieżki maksymalnie uprościć. Inaczej mówiąc - zamiast do 6 ścieżkę poprowadziłbym do 3 i bez ślimaka.

O ile to nie boli to lepiej dać dodatkowy kontakt, przynajmniej od strony masy. A u Ciebie nie boli.

Tak mówią. Ten rezystor też na duże napięcie, tzn oba elementy w dużych obudowach. No i w zasadzie żeby to miało sens, to bez powierzchni masy tuż przy obudowie - jak już to powierzchnia "masy obudowy" rozdzielona sporą przerwą od masy układu i wyjść z gniazda - porównywalna do odstępu pod padami tych dwóch elementów. Trzeba to jakoś rozsądnie rozplanować. A, no i patentów na zabezpieczenie USB jest więcej. Zacząłbym od SL05, ale są dużo fajniejsze matryce w maleńkich obudowach - zależnie co chcesz uzyskać. No i pamiętaj że same diody to mało, przydałby się jeszcze element który weźmie na siebie trochę energii (dławik, rezystory). Da się znaleźć pełne zestawy zabezpieczeń chociażby u Wurtha (może da się u kogoś kupić), ale teraz nie mam tego pod ręką więc nie podpowiem co i jak. Ale zastanów się (sprawdź) jeszcze czy przypadkiem układ który masz zamiar użyć nie jest wyposażony w stosowne zabezpieczenie (przynajmniej na poziomie tej matrycy diodowej).

Pozdrawiam

DD

Reply to
Dariusz Dorochowicz

W dniu 2016-12-05 o 18:47, Dariusz Dorochowicz pisze:

Ten "ślimak" to meander. Służy do tego, aby obydwie ścieżki linii różnicowej były dokładnie tej samej długości. Od jakiegoś czasu Eagle posiada opcję ich automatycznego generowania - program oblicza wszystko to, co trzeba.

Mocno przekombinowane i zupełnie niezgodne z układem połączeń zalecanym w dokumentacji układu. Poza tym istnieje mała szansa, że prowadząc ścieżki w ten sposób uda mi się zachować ich jednakową długość. Tak więc "ślimak" i tak byłby konieczny.

Reply to
Atlantis

W dniu 2016-12-05 o 19:14, Atlantis pisze:

Aha... To ja tylko zapytam o dwie sprawy:

  1. Podawałeś oczekiwaną impedancję linii i parametry laminatu?
  2. Pole masy wokół zostało przy tym wszystkim uwzględnione? Bo wiesz, sam długość to pikuś jeżeli myślisz o USB2 HS, a jeżeli mowa o USB 1.1 albo 2.0 FS to zawracanie głowy.

Łał, pokaż te zalecenia, bo w samym pdf-ie nie widzę, a to, co znalazłem w innych jednak wygląda trochę inaczej i nie widzę tam żadnych żadnych zakrętasów - wręcz przeciwnie. A co do długości to widzę to jednak zupełnie inaczej. Ale ja pewnie źle patrzę na rolę tej matrycy w torze USB ;)

Pozdrawiam

DD

Reply to
Dariusz Dorochowicz

W dniu 2016-12-06 o 09:06, Dariusz Dorochowicz pisze:

Mikrokontroler ma interfejs USB 2.0. No cóż... Najwyraźniej są różne szkoły, bo jeszcze nie tak dawno toczyła się tutaj dyskusja na ten temat i kilka osób zalecało właśnie pilnowanie jednakowej długości ścieżek linii różnicowych (USB, Ethernet) przy pomocy meandrów.

Reply to
Atlantis

W dniu 04-12-2016 o 19:36, Atlantis pisze:

Jakoś na płytce nie widzę tego połączenia.

Moim zdaniem nie ma obowiązku, ale też nie ma przeciwwskazań.

Do zabezpieczenia USB użyłem IP4234. Diody, rezystory, diody według mnie bardziej ograniczą ewentualny impuls ESD.

To zagadnienie wydaje mi się tematem rzeką. Do każdego rozwiązania można znaleźć argumenty za i przeciw. Niestety nie potrafię ocenić, które przeważają.

Na przykład przeciw do tego: Jak dajesz kondensator to znaczy, że jak przyjdzie ESD na obudowę złącza (a to możliwe, bo w zasięgu użytkownika) to przeniesiesz je w całej okazałości na swoje GND. Czy na pewno tego chcesz? A może lepiej dać w szereg koralik ferrytowy - powinien obniżyć dI/dt impulsu. Nie odpowiem, czy tak, czy nie bo nie wiem. P.G.

Reply to
Piotr Gałka

W dniu 05-12-2016 o 19:14, Atlantis pisze:

Myśląc o jednakowej długości pamiętaj, że w scalaku też są ścieżki. Czyli jakbyś jedną poszedł już na drugą stronę scalaka to wydłużanie tej drugiej meandrem nie bardzo ma sens bo ona i tak jest wydłużona połączeniami wewnątrz. P.G.

Reply to
Piotr Gałka

W dniu 06-12-2016 o 09:06, Dariusz Dorochowicz pisze:

Nie mam pojęcia co ważniejsze impedancja czy równa długość. Opóźnienie na jednej linii (nierówna długość) spowoduje zamianę sygnału różnicowego na sumacyjny - problemy emisji i wrażliwości. Zmiany impedancji (między liniami pary) to odbicia - może utrudnić pracę, ale nie będzie zamieniało różnicowego na sumacyjny - chyba obojętne EMC. Zmiany impedancji względem GND (inne dla każdej linii) to brak symetrii

- czyli znów zamiana różnicowy - sumacyjny i odwrotnie - czyli potencjalny wpływ na własności EMC. Jak się kiedyś nad tym dłużej zastanawiałem to jedyne co uzyskałem to ból głowy :) P.G.

Reply to
Piotr Gałka

W dniu 2016-12-06 o 10:20, Atlantis pisze:

Tak, tylko że dla laminatu dwustronnego to nie takie proste. Masz ścieżki oblane masą i pewnie pole masy pod spodem. Przy laminacie

6-warstwowym masz do pola masy jakieś 8 milsów, przy 2 - 8 razy tyle. W tym momencie pole masy na warstwie na której masz ścieżki ma większe znaczenie i tu pojawiają się problemy z pojemnościami, które będą różne. Na dodatek jest inny problem - każdy "zakręt" ścieżki powoduje pojawianie się odbić, a im szybszy sygnał - tym większych. A jeżeli jeszcze próbujesz to zrobić na jednej warstwie no to w ogóle jest kłopot wielki z liczeniem. Poza tym popatrz na to inaczej: W scalaku masz a samym środku strukturę i bonding dość prosto prowadzący do niej od nóżek. Dla wyprowadzeń środkowych one są dość proste. A teraz najważniejsze: nie masz zapewnić równej długości ścieżek od procesora do pierwszego układu tylko do całego toru USB. Tu się pojawia pytanie co zrobić z wyprowadzeniem 6? Nie wiem, ale pewnie bym jednak je połączył do 3 zgodnie z zaleceniami. I tak będzie źle, ale moim zdaniem będzie lepiej niż kombinować z wydłużaniem ścieżek. Ale moim zdaniem najrozsądniejsze i tak byłoby użycie gniazda THT i zrobienie przeplotu na nim. Co do USB 2.0 w kontrolerze to sprawdź czy tam jest HS, czy FS, bo może to tylko zawracanie głowy. O HS na jednostronnym laminacie zapomnij, na 2 to też spore wyzwanie.

Pozdrawiam

DD

Reply to
Dariusz Dorochowicz

W dniu 2016-12-06 o 11:04, Piotr Gałka pisze:

O to to właśnie. Dlatego USB 1.1 i 2.0 FS jest OK, a wyżej to już trzeba mieć dobry powód żeby używać, a na pewno nie ma co bawić się w elementy dobierane na łapu-capu. Lepiej dobrze temat przemyśleć i poszukać.

Pozdrawiam

DD

Reply to
Dariusz Dorochowicz

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.