Estou projetando um dispositivo alimentado por USB. O dispositivo usa o chip FTDI FT2232 para conexão USB. Sob um comando de um computador, o chip FT2232 deve ativar a energia através de um comutador MOSFET para o restante do circuito. Este circuito adicional tem uma capacitância de 50uF (FPGA + material auxiliar) e é alimentado pela mesma porta USB. Depois que o interruptor é ligado, essa capacitância adicional de 50uF afunda uma enorme corrente até que seja carregada.
Como limitar essa corrente de irrupção 1) para evitar queda de tensão nos trilhos de energia e 2) para evitar que o PTC USB desconecte a energia do dispositivo?
É suficiente colocar um cordão de ferrite em série com o interruptor MOSFET para limitar a corrente de irrupção? Ou devo usar chips especiais, como chips para limitar a corrente ou chips para controlar a taxa de giro?
Nota: todos os dispositivos são alimentados a partir de 3.3V. Portanto, uma pequena queda no trilho de 5V não deve ser um problema se não impedir que um LDO produza 3,3V estáveis.
Respostas:
Use um circuito RC no portão MOSFET para diminuir a velocidade da ligação.
Uma das notas do aplicativo FTDI tem este exemplo de um circuito de inicialização suave no USB Vbus:
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O capítulo 11 da especificação USB , Interoperabilidade e fornecimento de energia, impõe limites bastante rigorosos ao consumo de energia. A capacitância citada é de apenas 10 µF, para evitar muita queda de tensão. Existem ICs especializados (como o LM3525 ) para fazer a limitação de corrente e a comutação de energia, o que pode ajudar, mas certifique-se de que o circuito atrás dele lide com o aumento lento da tensão corretamente. Um detector de escurecimento pode ser suficiente, mas alguns dispositivos requerem muitas voltagens em ordens específicas.
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As outras respostas são boas, mas se você preferir uma solução de um componente, existem limitadores de corrente de irrupção.
Eu os usei antes para evitar que os fusíveis explodissem ao conectar a fonte de alimentação a quente. A operação deles é realmente simples. Basicamente, eles têm resistência à temperatura ambiente, digamos 5Ω. Quando você conecta uma fonte de alimentação de 5V, a corrente de pico agora é limitada a 1A, mesmo que haja um curto-circuito direto no outro lado do ICL. (5V / 5Ω = 1A) Assim que a corrente flui através do ICL, ela começa a aquecer e sua resistência cai muito perto de 0Ω (verifique a folha de dados) e é como se o componente não estivesse mais no circuito.
Gosto disso porque geralmente é fácil retrabalhar em projetos existentes e é apenas um componente.
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