大家都知道一般USB接口屬于熱插拔,實際任意帶電進行連接的操作都可以屬于熱插拔。我們前面講過芯片燒壞的原理,那么熱插拔就是導致芯片燒壞的一個主要原因之一。
在電子產品的整個裝配過程、以及產品使用過程經常會面臨接口熱插拔或者類似熱插拔的過程。
比如:
2、排線插拔安裝

3、接插件安裝

4、通信接口連接
5、模塊插拔

那么在熱插拔過程可能發生什么?
以下面這個電池排線接口為例:

插入過程中可能出現斜插,將導致12V加到MCU的IO上,或者GND沒有有效接入,導致系統浮地,MCU IO變成0V,GND則被抬高。
這兩種情況都將導致IO出現遠高于VDD的電壓或低于VSS的負壓。
在插拔過程也確實抓到了IO口和VSS之間產生了極大的負壓。

那么當IO口電壓超過手冊中的范圍會發生什么?

負壓將會導致GND到IO之間二極管導通產生負電流,正壓過壓導致IO和VDD之間二極管導通產生正電流。

那么這個電流能有多大呢?
如果PCB線路上沒有限流電阻二極管導通時電流可到1A+,足以在1ms(毫秒)時間對芯片內部造成熱損傷。
那么當我們添加限流電阻后,以100Ω為例、-3V為例,可以計算出電流 (3-0.3)/100=27mA,將被限制在27ma。

所以對于熱插拔的防護,最簡單低成本的設計就是在接口信號上串聯電阻,電阻大小可根據信號類型和速率決定。
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