Hallo, ich möchte eine Platine mit STM32L4 designen. Da ich VCC und AVCC des Controllers mit unabhängigen Spannungsversorgungen beschalte, wollte ich gern eine Funktion einplanen, die mir die beiden Spannungen sequenziert ein- und abschaltet. In diesem Datenblatt auf Seite 21/22 (Das Diagramm) ist nämlich zu lesen, dass es da einen "verboten Zustand" der Versorgungsspannungen gibt: https://www.mouser.de/datasheet/2/389/stm32l431cb-956249.pdf Während VCC <1V, darf AVCC maximal VCC + 0,3V betragen. Wenn VCC >1V sind die Spannungen unabhängig. Kann mir mal jemand erklären, wie das auf Seite 21 mit dem Entladen der "decoupling-capacitors" gemeint ist? Ich nehme an, der MCU entlädt die AVCC und VCC Kapazitäten mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, um mit AVCC unter dem im Diagramm zu sehenden "Totbereich" 0,3V über'm fallenden VCC zu kommen - irgendwie so? aber könnte mir das noch mal jemand detaillierter übersetzen? Was hat denn das mit den 1mJ zu tun? Das wird da ja im Zusammenhang beschrieben, nur scheinen das für mich zwei unterschiedliche Funktionen zu sein, ein mal, dass VCC unter die anderen Spannungen fallen darf, solange die Aufnahme das MCU 1mJ nicht übersteigt, aber was DARAN erlaubt es jetzt die Entkopplungskondensatoren unterschiedlich schnell zu entladen? Werden die mit 1mJ entladen? Für die Einschaltphase der Spannungen wollte ich also einen Spannungsregler mit "power-good-pin" nehmen, und ebendiesen Pin an den enable Pin des zweiten Reglers schalten. So würde AVCC erst einschalten, wenn die VCC Spannung von ~3.3V erreicht wäre, also weit über der 1V Grenze. Passt soweit, vorher brauche ich die Analoge Spannung auch nicht, und so wäre das Einschalten schon mal sicher sequenziert. Denkbar wäre auch ein Spannungsteiler an der Ausgangsspannung des ersten Reglers, so hätte ich über das variieren des Spannungsteilers eine änderbare Schaltschwelle, oder sogar ein Fester Komparator für zwei Schaltschwellen, falls den nicht schon der Enable-Pin des zweiten Reglers implementiert). Zumindest Wollte ich wie beschrieben so die Start Sequenz sicherstellen. Spricht bis hier irgendetwas dagegen? Ich möchte aber noch eine weitere Sicherheit in Hardware implementieren: In dem (Fehler-)Fall aber, dass VCC unter 1,71V abfällt (darunter läuft der Kern nicht mehr), und AVCC nicht vorher ordnungsgemäß von der Shutdown-Routine abgeschaltet wurde, hätte ich gerne noch eine Funktion (Notbremse), die AVCC möglichst schnell abschaltet. Der MCU könnte es ja dort nicht mehr, und bliebe AVCC eingeschaltet, während VCC fiele, entstünde wieder ein verbotener Zustand. Dagegen also was in Hardware. Sicherlich kann man per Software fünf VCC Spannungs-Schwellen einstellen, bei deren Unterschreiten ein Interrupt generiert werden könnte, der AVCC garantiert rechtzeitig abschaltet! Und das würde auch solange niemand an der Software rumfrickelt funktionieren. Ich möchte aber eine "Idioten-Funktion", sprich: wenn irgendein Idiot (ich) zu doof war das Ganze so zu programmieren, dass es sicher herunterfährt, dann soll trotzdem immer mittels Hardware sichergestellt sein, dass die Spannungen in nicht-schädlicher Reihenfolge ein- und ausgeschaltet werden, und der MCU nach so einem Fehler nicht hinüber ist. Ich möchte da nämlich einiges probieren, die STM32L4 bringen eine Menge interessanter Funktionen zum Energie-Management mit, und die Platine soll mein Experimentierboard werden, sodass ich also bei der Planung auch davon ausgehen möchte, dass das Ding mal falsch programmiert wurde, oder irgendwo ein Fehler passiert. Aber wie mache ich das? Wie kriege ich, wenn ein rasch fallendes VCC auffällt, das AVCC Signal schnell und sicher unter das des VCC + 0,3V? Kann ich die Kapazität von AVCC einfach mit einem Transistor auf GND ziehen und so entladen? Im Datenblatt steht ja, wenn die Funktionen von AVCC nicht genutzt werden, soll man sie auf VCC schalten. Aber darf im aus- bzw. shutdown Modus AVCC auf GND gezogen werden, oder spricht da was dagegen? Man könnte auch beim Fallen von VCC unter 1.71V, die AVCC-Versorgung trennen und den AVCC-Pin mit VCC zusammenlegen, das würde in jedem Fall verhindern dass AVCC >= VCC +0,3V, ginge dann ja nicht mehr. Ich kanns mir ja eigentlich schon fast selber denken, aber ich frage trotzdem nochmal: Zwischen MCU und Entkopplungskondensator zu trennen ist wohl in jedem Fall nicht ratsam, weil diese Kondensatoren dann nicht mehr nah genug am MCU sind, da noch Pins und die interne Elektronik der highside-switches und lange Leiterbahnen mit ihren dazugehörigen parisitären Effekten zwischen hängen? Gibt es vielleicht extra Spannungsregler mit Unterbrechungsfunktion, die die Entladung der Kapazitäten automatisch und schnell machen? Wie würdet ihr das Vorhaben in Hardware implementieren, wenn ihr solltet? Habe glaube ich erst mal genug erklärt was ich vor habe, ich hoffe Ihr habt ein paar Tipps!
Normalerweise reichts doch VDDA durch einen LC Tiefpass von VDD zu trennen. Dann sind all die Probleme weg wenn die Spule nicht hochohmig wie sonstwas is. Daher eine Rückfrage: Warum willst du da jetzt mit 2 Quellen ran?
Mw E. schrieb: > Warum willst du da jetzt mit 2 Quellen ran? Ich wollte mir ein möglichst umfangreiches Power-Experimentier-Board mit Analogen Schutz-Funktionen und Power-Sequencing entwerfen, um damit die Funktionen des STM32L4 auszuprobieren. Als ich gelesen habe, dass man AVCC und VCC unabhängig versorgen kann, dachte ich, dass es auch auch Sinn macht dies zu tun. Da das unabhängige Versorgen des AVCC und VCC doch ein sinnloses Vorhaben scheint, weil der Tiefpass auch reicht, und das auch gar keine Vorteile bietet, widme ich mich lieber sinnvollen Herausforderungen. Eigentlich hatte ich vor, zum Experimentieren einen STM32 einzusetzen, an dem man direkt den Core über einen Pin versorgen kann, während die internen Linearregler des STM32 ausgeschaltet sind, um so einen extrem effizienter Betrieb zu erreichen, (solange der eingesetzte externe Regler effizienter als der ersetzte interne überbrückte LDO ist). Vielleicht widme ich mich besser wieder dieser Aufgabe.
Ob sich das lohnt hängt davon ab wie oft der L4 rechnen muss. Der ist ja auch nur stromsparend wenn er seine ganzen Schlafzustände ausspielen kann. In denen ist der Stromverbrauch aber so gering, dass ein Schaltregler da alleine durch seine Umschaltverluste weniger Wirkungsgrad als ein LDO hat. (wir reden hier von µA!) Wenn man bereits die passende Kernspannung aus einem Schaltregler auf seinem Layout hat dann kann man damit auch den STM32 versorgen.
Die Versorgung per Tiefpass reicht eigentlich aus. Bei der getrennten Versorgung des Cores muss das entsprechende Derivat ausgewählt werden, der das auch kann. Je nach Versorgung macht das aber nur selten sonderlich Sinn. Nur wenn es um extrem sparsamen Betrieb geht. Wenn das Ding eh fast die ganze Zeit pennt, bringt ein Schaltregler nicht sonderlich viel und macht nur Aufwand.
Janos P. schrieb: > Wie würdet ihr das Vorhaben in Hardware implementieren, wenn ihr > solltet? Vermutlich mit einer Schottkydiode, die dann AVCC über VCC entlädt. Dabei kann man sich allerdings wieder Störungen von VCC einfangen. Wenn ich sollte, würde ich dann doch zum klassischen LC Tiefpass tendieren, der sich aus VCC speist.
Danke für die Antworten! Werde jetzt AVCC mit Tiepass an VCC einplanen, bringt doch zu viele Probleme mit sich anders.
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