Pull-up vs Pull-down en el pin de activación

Estoy examinando un esquema que se refiere al convertidor de impulso TPS61030 IC y tengo una pregunta sobre la lógica detrás de tirar del pin de habilitación (EN). El esquema es de Adafruit y se puede encontrar aquí: https://learn.adafruit.com/adafruit-powerboost-1000-basic/downloads#schematics

Información general:
El convertidor elevador TPS61030 ( hoja de datos ) utiliza una señal en su pin EN para encender o apagar el convertidor. Si el pin EN se establece en 0 VCC, el convertidor se pone en modo de apagado, lo que aísla efectivamente la carga de la entrada. Cuando el pin EN recibe una entrada >= 1 V CC (pero inferior al máximo de 7 V CC), el dispositivo se pone en modo de funcionamiento y comienza a funcionar.

El circuito está diseñado para una batería LiPo de 3,7 V CC (nominal). En condiciones ideales, el circuito aumenta los 3,7 VCC de la batería a ~5,2 VCC requeridos por muchos dispositivos. Creo que +0.2VDC está destinado a compensar los cables de baja calidad.

En su diagrama, Adafruit eleva el pin EN y usa un interruptor a GND para apagar el dispositivo. El esquema se parece al siguiente:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Cuando el interruptor está abierto, el convertidor entrará en modo de operación. Cuando se cierra el interruptor, el convertidor del dispositivo entrará en modo de apagado; sin embargo, el circuito se convertirá en un drenaje parásito de la batería. Me parece extraño que el circuito haya sido diseñado para consumir corriente cuando el convertidor y, por extensión, el dispositivo que se alimenta, debe estar apagado. Sé que solo será ~ 0.02 mA, pero no entiendo por qué no bajarían el pin y usarían un interruptor lateral alto, como en el siguiente esquema:

esquemático

simular este circuito

El circuito anterior formará un divisor de voltaje que generará ~ 2.4 V CC al pin EN, que es más que suficiente para habilitar el dispositivo. Cuando el interruptor está abierto, el pin EN se colocará en GND y el convertidor entrará en modo de apagado. Esto eliminaría el drenaje parásito cuando el convertidor está en modo apagado.

Preguntas
¿Por qué están tirando del alfiler hacia arriba en lugar de hacia abajo para eliminar el drenaje parasitario? Soy un novato en electrónica, así que asumo que Adafruit tiene una buena razón para hacerlo y soy demasiado inexperto para entender por qué. ¡Cualquier contribución será muy apreciada!

¿Porque el pin EN está internamente levantado dentro del chip? No está especificado en la hoja de datos, pero es común que ese sea el caso.
Además, es más común querer que el dispositivo funcione que no hacerlo, entonces, ¿por qué no tener eso por defecto?
@Majenko Gracias por la respuesta. En mi aplicación, el dispositivo estará apagado durante períodos de tiempo relativamente largos, a veces durante algunas semanas antes de volver a encenderlo.
Supongo que Adafruit quiere que las personas que compraron el módulo y conectaron una entrada de alimentación para que simplemente funcione. Piense en la molestia del soporte técnico para las personas que no se dieron cuenta de hacer un cortocircuito o conectar un interruptor a EN si se hizo de otra manera. (Y 20uA no es mucha corriente, aunque no despreciable para una batería de 1 Ah, por ejemplo). Por cierto, la mejor manera de minimizar la energía de apagado es colocar el interruptor entre la batería y el módulo. Eso elimina cualquier corriente que el circuito pueda consumir cuando está en modo de apagado.
@rioraxe Gran punto, ni siquiera pensé en ese aspecto.
@rioraxe Voy a agregar su nota de comportamiento predeterminado a mi respuesta. Gracias por ese pensamiento.

Respuestas (3)

Posibles razones: recuento de piezas, confiabilidad, falta de preocupación por ese nivel de fuga, evitar la complejidad, comportamiento predeterminado para la conveniencia del usuario (de rioraxe en los comentarios de la pregunta).

Para ampliar el hecho de que la corriente de fuga es de poca importancia: verifique la especificación del TPS61030: 20uA (típico). Luego 1uA (máx.) en apagado. ¿Qué harán otros 20 uA de fuga a través del pull-up? Ampliando los cálculos de laptop2d: una fuga de 21 uA de una batería de 1000 mAh proporciona 47 600 horas de tiempo de "espera" (descontando la autodescarga de la batería). ¡Más de 5,5 años! ¡La autodescarga de la celda secundaria adjunta y el uso del dispositivo son sin duda una mayor preocupación por la pérdida de energía que la fuga de apagado! Al dejar el apagado, se cambia la corriente de arranque por la corriente de reposo del convertidor.

Por lo tanto, el uso esperado de esta placa no está muy preocupado por las corrientes de fuga en comparación con las cargas de 100 a 1000+ mA que la batería verá en funcionamiento normal (por ejemplo, cargando un teléfono, ejecutando un rPi).

Si estaba usando esto para algo que no sea un banco de energía USB, es posible que le preocupe la duración de la batería. Sin embargo, los dispositivos que funcionan con baterías de larga duración generalmente no vienen equipados con convertidores elevadores de interruptor 4A.

Nota: el pull-up de 200k propuesto y el pull-down de 400k con circuito de interruptor no funcionarían. De la hoja de datos, The device is put into operation when EN is set high. It is put into a shutdown mode when EN is set to GND.esto parece ser una entrada lógica normal, por lo que está destinado a ser conducido cerca de los rieles. No es una entrada de comparador como el LBOpin o ciertos otros reguladores que tienen entradas de habilitación de umbral de precisión.

Además: no espere necesariamente que Adafruit (o cualquier proveedor de la marca "fabricante") tenga la mejor razón detrás de sus decisiones de diseño. A modo de ejemplo personal, noté que la ruptura de Adafruit TMP006 no (ca. 2014) sigue el diseño recomendado por TI, lo que podría afectar su precisión.
Gracias por la respuesta informativa. Como le decía a laptop2d, mi batería es un paquete LiPo de 10.2Ah. Honestamente, no me preocupa el consumo en sí, lo más probable es que la batería deje de funcionar antes de que la corriente la agote. El propósito de mi pregunta es entender la lógica de elegir un circuito sobre el otro. Mi compañero de trabajo dijo que podría ser para ahorrar dinero en la segunda resistencia, pero supuse que era más complejo que eso.
Simplemente iba con el valor nominal que usaba laptop2d para que nuestros cálculos fueran fáciles de comparar. Actualizaré un poco mi respuesta.
Gracias por la información añadida. Estaba confundiendo dos hojas de datos con las que estoy trabajando. El convertidor TPS61230 implica que el pin EN puede activarse a 1,2 V CC, mientras que este convertidor especifica 0,8 x VCC. Si modifico el valor de R1 para que sea 100k y R2 para que sea 600k, puedo obtener más de 0.8 x VCC, lo que supongo que lo habilitará.
Tal vez, pero hacer que la impedancia del nodo sea demasiado alta también podría hacerlo sensible al ruido acoplado. En todo caso, considerar una resistencia múltiple para el divisor habilitado es una optimización excesiva del diseño.

¿Se convertirá en un drenaje parasitario? Depende de la definición de parásito. La respuesta es leer la hoja de datos una y otra vez, si no entiende algo, búsquelo.

De la hoja de datos: corriente de apagado VEN = 0 V, VBAT = 2,4 V Corriente del pin de habilitación = 0,1 a 1 μA

1uA de corriente de una batería de 1000mA*H te durará 1e6 horas, espero que sea suficiente para ti. Y el pin varía de una parte a otra o depende del voltaje, por lo que incluso podría ser inferior a 1uA. Por eso amamos los FET

Una preocupación mayor que el pin de habilitación es la parte en sí, tiene 25uA de corriente de reposo. Eso es solo ~38k horas con la misma batería de 1000mA*H.

Una mejor manera de manejar esto en su esquema es tener todo su dispositivo desconectado de la batería si es posible y vincular la habilitación a Vbat.

Gracias por la respuesta. En el primer diagrama, el interruptor que se cierra apaga el dispositivo. Esto hace que la corriente fluya a través de R1 a tierra. Ignorando por completo el pequeño consumo de corriente del pin EN, la pequeña corriente a través de R1 extraerá corriente de la batería. No me preocupa exactamente el drenaje en sí, estoy usando una batería de 10.2Ah. Me preocupa la lógica de elegir un circuito sobre el otro. Un compañero de trabajo dijo que puede ser para ahorrar dinero al usar una resistencia en lugar de dos. Para fines de aprendizaje, supongamos que no puedo cambiar la parte completa.
  • En realidad, al mirar esto nuevamente, lo están usando como un menú desplegable y la resistencia es simplemente una resistencia de carga para no tener un cortocircuito.

Ignorar: Entonces, este puede no ser el concepto completo, ya que no he tenido la oportunidad de ver la hoja de datos en detalle, pero prácticamente lo ha abordado con su percepción sobre el divisor de voltaje que actúa de la misma manera.

Puede usar esta resistencia de 400 ohmios como resistencia limitadora de corriente, pero la caída de voltaje no es deseable y esto puede cambiar la "carga" de este pin cuando el interruptor está cerrado. Dado que se trata de un voltaje, asumiré que es una impedancia muy alta, por lo que probablemente sea insignificante, pero debe tenerse en cuenta que esto agregará resistencia a tierra, lo que puede causar problemas de bucle.

El trabajo de un pull-up es asegurarse de que el nivel de voltaje sea correcto cuando se cambia, aparentemente siendo un "bajo activo" y quiere asegurarse de que se detenga a tiempo, así que tire hacia arriba, cambie la lógica y puede necesita un desplegable. En ambas configuraciones, las resistencias actúan como pull-ups, solo una es un divisor de voltaje rígido que puede introducir un diferencial de tierra.