Co se děje na VBUS USB po připojení zařízení

I když se elektronice – vývoji – věnuju už dlouhá léta, ať už jako hobby nebo pracovně, setkal jsem se nedávno s pro mě překvapující situací. Co se může na VBUS USB stát po připojení napájení. Doufám, že vám tenhle článek pomůže a podobné chyby se u vás nedopustíte 🙂

Co jste se v novém roce dozvěděli nového?

Já třeba to, že při připojení USB může nastat na VBUS přepětí a místo očekávaných 5V dostanete na pár mikrosekund třeba i dvojnásobek – to se pak jednoduše ničí čipy, které mají AMR (absolute maximum ratings) 5.5V.

Důvodem je velký nepoměr impedancí mezi zdrojem (třeba počítač) a vaším zařízením (nějaký eval).

V kombinaci s dlouhým USB kabelem (indukčnost) se pak může na VBUS objevit víc než 5V.

Samozřejmě jsou tam další vstupy, které mohou ovlivnit vygenerovanou špičku – typ kabelu, typ zdroj (USB hub, adaptér, počítač), délka kabelu, rychlost zasunutí USB kabelu do zařízení atp.

Řešení: osadit hlídací obvod (ochranu), použít kratší kabel, zvětšit kapacitu na eval desce

A proč tam mám malou kapacitu, když jsem osadil 4.7uF?

USB specifikace udává max 10uF na VBUS-GND.

Protože DC bias (MLCC) kondenzátorů – osadil jsem 4.7uF na 6.3V, v kombinaci s 5V na USB se efektivní kapacita snižuje o 70% (dle typu) a v kombinaci s dlouhým kabelem -> šup a je tam špička.
https://chiptron.cz/news.php?readmore=969

Co jste se v novém roce dozvěděli nového?
Já třeba to, že při připojení USB může nastat na VBUS přepětí a místo očekávaných 5V dostanete na pár mikrosekund třeba i dvojnásobek – to se pak jednoduše ničí čipy, které mají AMR (absolute maximum ratings) 5.5V. pic.twitter.com/BtZaZYWb0R

— chiptron.cz (@chiptronCZ) January 3, 2025