Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

PIC, AVR, Arduino, Raspberry Pi, Basic Stamp, PLC mm.
DanielM
Inlägg: 2166
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

Inlägg av DanielM »

Jag har gjort ett litet kretskort (som vanligt 8) ). Den innehåller många funktioner, bland annat USB anslutning.
Skärmklipp.PNG
Detta kretskort skall kunna skicka ut 0-20mA (i praktiken lär det vara 0-23mA) igenom dessa operationsförstärkare.
PA4 är en DAC utgång på 0-3.3V och vi alla vet hur mycket ström som går igenom 160 ohm vid 3.3V.
VDC här är på ca 12-24V. Beroende på lasten som man kopplar på vid AO0 utgången. Ja, denna krets fungerar och jag har testat den med några operationsförstärkare.
Skärmklipp.PNG
Problemet som jag stöter på är att om jag råkar mixa VDC med GND så att GND blir 24V och VDC blir 0V. Då finns det en lösning på detta. Jag sätter en diod efter VDC. Så om jag kopplar fel, så kommer spänningsfallet över hela mitt kretskort vara 0V med tanke på att GND blir 24V och då lär utgången hos 3.3V spänningsregulatorn också bli 24V. Alltså 0V spänningsfall.

Men hur skyddar jag USB porten om GND är 24V? Måste jag sätta en diod här också på VBUS 1 linan?
Skärmklipp.PNG
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Klas-Kenny
Inlägg: 11292
Blev medlem: 17 maj 2010, 19:06:14
Ort: Växjö/Alvesta

Re: Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

Inlägg av Klas-Kenny »

Så länge det inte finns någon gemensam jord mellan 24V-matningen och vad som nu är inkopplat på andra änden av USB'n, så gör det ju egentligen inget om jorden blir ansluten till 24V.
Användarvisningsbild
TomasL
EF Sponsor
Inlägg: 45168
Blev medlem: 23 september 2006, 23:54:55
Ort: Borås
Kontakt:

Re: Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

Inlägg av TomasL »

Sätt en likriktarbrygga på matningen, alternativt en diod på 24V anslutningen och en på GND anslutningen
DanielM
Inlägg: 2166
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Re: Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

Inlägg av DanielM »

Klas-Kenny skrev: 3 april 2022, 22:25:02 Så länge det inte finns någon gemensam jord mellan 24V-matningen och vad som nu är inkopplat på andra änden av USB'n, så gör det ju egentligen inget om jorden blir ansluten till 24V.
Jo, det gör det. Tanken är att USB:n ska driva mikrokontrollern, vilket den gör.
TomasL skrev: 3 april 2022, 22:26:18 Sätt en likriktarbrygga på matningen, alternativt en diod på 24V anslutningen och en på GND anslutningen
Men lär jag inte få en spänningsförskjutning om jag har en diod på GND anslutningen?
Likriktarbrygga är intressant, kanske man ska implementera en sådan.
Användarvisningsbild
TomasL
EF Sponsor
Inlägg: 45168
Blev medlem: 23 september 2006, 23:54:55
Ort: Borås
Kontakt:

Re: Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

Inlägg av TomasL »

Använd schottkydioder i så fall.
En likriktarbrygga ger 0,7V eller så spänningsfall och skillnad i jordpotential.
Schottkydioder typiskt 0,2 V eller så.
DanielM
Inlägg: 2166
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Re: Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

Inlägg av DanielM »

Är detta en vanlig lösning?

Det är ett bra förslag, men jag tror det ställer till lite för min ADC och mosfetar. Det kommer gå rätt mycket ström igenom GND-planet (ca 2A).
Användarvisningsbild
TomasL
EF Sponsor
Inlägg: 45168
Blev medlem: 23 september 2006, 23:54:55
Ort: Borås
Kontakt:

Re: Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

Inlägg av TomasL »

Om man vill skydda mot polvändning av matningen finns det inga andra sätt.
Beträffande ADC, så använder man alltid skilda jordplan för analogt och digitalt.
DanielM
Inlägg: 2166
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Re: Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

Inlägg av DanielM »

Om inte inte finns andra sätt, så får jag använda en sådan.

Men hur ska man kunna skilja jordplanen?
För en MOSFET N-kanal så är source kopplat till både mikrokontrollerns GND och GND är samma plan där strömmen ska ta vägen tillbaka.
Användarvisningsbild
TomasL
EF Sponsor
Inlägg: 45168
Blev medlem: 23 september 2006, 23:54:55
Ort: Borås
Kontakt:

Re: Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

Inlägg av TomasL »

Jorplanen för analogt och digitalt är sammankopplade på ett enda ställe, skilda kopparytor på kortet, med en enda ihopkoppling, på lämpligt ställe.
Användarvisningsbild
TomasL
EF Sponsor
Inlägg: 45168
Blev medlem: 23 september 2006, 23:54:55
Ort: Borås
Kontakt:

Re: Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

Inlägg av TomasL »

Du har ofta en analog jord på processorn om du använder de interna AD-omvandlarna.
Återigen elementär kunskap, om man läser på
DanielM
Inlägg: 2166
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Re: Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

Inlägg av DanielM »

Ja, jag har en analog GND på min processor. Men då måste jag skydda det GND planet också.
Så hur jag vrider eller vänder på det, så kommer jag alltid bemöta spänningsfall om jag ska skydda mot felaktig koppling av ström?

Tror du inte jag kan ha något relä som leder strömmen vidare, om jag kopplar in rätt?

Eller sätter jag bara en säkring + diod över GND och VDC. När man kopplar fel, så rusar strömmen över säkringen och sedan över dioden. Sedan går säkringen sönder. Klart.
H.O
Inlägg: 5683
Blev medlem: 19 mars 2007, 10:11:27
Ort: Ronneby

Re: Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

Inlägg av H.O »

Beträffande ADC, så använder man alltid skilda jordplan för analogt och digitalt.
Jag vill nog hävda att det är ganska kontroversiellt att påstå att man alltid gör det (du kanske alltid gör det) - men är det alltid rätt?

Om man, som du själv säger, läser på, så inser man snabbt att det ofta ställer till mer problem än det gör nytta - inte minst ur ett EMC-perspektiv. Om man "måste" splitta jordplanen så vill det till att man verkligen vet vad man håller på med när man routar kortet så man inte routar signaler över "bariären".

https://resources.pcb.cadence.com/blog/ ... und-planes
https://www.icd.com.au/articles/Split_P ... ar2015.pdf
Janson1
Inlägg: 1338
Blev medlem: 1 december 2016, 09:06:02
Ort: Marks Kommun

Re: Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

Inlägg av Janson1 »

Jag kan inte riktigt förstå förskräckelsen att koppla plus och minus fel, har du råkat ut för det? Jag ser det inte som något problem, man kopplar in en gång sen är det gjort. Man kan ha snabbkontakter så kan det inte bli fort men fel andra gånger heller... För många år sedan när jag hade en radiorep.firma så kom det in folk med bilstereo som var felkopplade, men det var ju klåpare till 99% som skulle koppla in sin stereo snabbt och lätt... Du håller väl reda på polariteten utan vidare? Annars som du skriver, sätt en backvänd diod över plus och minus så går säkringen om man kopplar fel.
Användarvisningsbild
Swech
EF Sponsor
Inlägg: 4689
Blev medlem: 6 november 2006, 21:43:35
Ort: Munkedal, Sverige (Sweden)
Kontakt:

Re: Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

Inlägg av Swech »

Att splitta jordplan är oftast en dålig ide.
Finns mycket info om detta

Swech
Användarvisningsbild
TomasL
EF Sponsor
Inlägg: 45168
Blev medlem: 23 september 2006, 23:54:55
Ort: Borås
Kontakt:

Re: Hur skyddar man USB från att blanda GND och VDC?

Inlägg av TomasL »

Och lita mycket Info om varför man bör göra det.
Skriv svar