¿Qué sucede cuando se conectan dos circuitos digitales y uno recibe alimentación pero el otro no?

Lo que está buscando en la hoja de datos es el esquema (o diagrama) de la estructura del pin.

Puede verse algo como esto:

Lo que ve aquí en particular son los diodos de protección que sujetan los voltajes de entrada a la región permitida. A menudo se da como Vdd+0,3 V y Vss-0,3 V o algo así.

Los 0,3 V es la caída de tensión de los diodos de protección. Si tiene un voltaje superior a Vdd+0,3 V, el diodo de protección comenzará a conducir y suministrar corriente al resto del circuito.

Por supuesto, no se supone que su circuito y el controlador funcionen de esa manera. Por ejemplo, podría estar polarizando inversamente su regulador de voltaje en el otro lado, si la falla de energía es causada por la ruptura de la entrada del regulador de voltaje (los detalles dependen de la forma en que esté diseñado su circuito de energía). Esto puede dañar su regulador de voltaje.

Dependiendo del consumo de corriente del otro circuito, el voltaje real puede ser un poco más bajo, por lo que los componentes no funcionarán como se esperaba. Por ejemplo, al conducir 20 mA, el voltaje de la salida se reduce en 1,3 V:

Entonces, al ejecutar desde 3.3 V, obtendría 2.0 V en la salida y solo 1.7 V como el nuevo VDD en el otro lado. Lo que podría causar todo tipo de problemas (algunos chips ya funcionan, otros no).

No estoy seguro del lado de la protección de las cosas, pero tal vez un supervisor de energía que restablezca la MCU hasta que ambos voltajes estén bien podría funcionar, ya que entonces puede estar seguro de que ambos están alimentados correctamente.

Si necesita tener uno funcionando todo el tiempo, puede usar un supervisor en cada lado para el otro lado y apagar todas las líneas entre ellos si el estado no es correcto, pero como la reacción no será instantánea (software involucrado) podría ser demasiado lento.

Si su lógica es compatible con la función Ioff implementada por TI y otros, puede apagar un lado de manera segura sin dañar el otro lado, siempre que los voltajes aplicados estén dentro de los límites especificados.

De ese hilo:

La función Ioff es para aislar el dispositivo cuando Vcc = 0. 10 mA es la cantidad máxima de corriente que el dispositivo ingresará/emitirá mientras Vcc sea 0V. (Esto se refiere al dispositivo específico que se cuestiona).

La definición oficial:

Ioff: la corriente de fuga máxima en un terminal de entrada o salida del dispositivo, con el voltaje especificado aplicado al terminal y VCC = 0 V.

El circuito de protección Ioff garantiza que no se extraiga una corriente excesiva desde o hacia una entrada, salida o E/S combinada que esté polarizada a un voltaje específico mientras el dispositivo está apagado.

Esta es una característica increíblemente útil y trato de asegurarme de usar este tipo de dispositivos en secuenciadores de potencia (en particular), donde el estado de potencia de algunos circuitos puede ser desconocido por un corto período de tiempo.

HTH

Esto puede conducir a cosas como alimentar dispositivos a través de pines de E/S, lo que generalmente es una mala idea. Una forma común y fácil de solucionarlo es usar un optoaislador, de modo que sea imposible que la corriente fluya por el espacio óptico. Esto también proporciona traducción de nivel y cantidades significativas de aislamiento de altos voltajes, etc.

Use un diodo en serie de cada fuente de alimentación a cada Vdd y aumente el voltaje de suministro para compensar. Esto permitirá que los diodos de protección de entrada alimenten el circuito, sin ser cargados por la fuente de alimentación 'apagada'.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Esto no necesariamente permitirá que el circuito alimentado por entrada funcione correctamente. Su tensión de alimentación será menor, debido a la caída del diodo de protección y cualquier caída de salida en la línea de datos. Si todas las líneas del circuito alimentado están bajas, entonces no habrá energía en absoluto. Sin embargo, la corriente entregada por la línea de datos se limitará a la requerida para ejecutar la lógica sin alimentación, en lugar de todo lo demás conectado también a la fuente de alimentación.

Muchas cosas malas pueden suceder con la situación que muestra, muchas de las cuales han sido sugeridas por otros anteriormente, pero el daño depende en última instancia del tipo de circuito que tenga para CircuitB.

Lo más importante a evitar son:

• Hacer que el Circuito B extraiga mucha corriente de los pines del Circuito A, como señaló.
• Alimentación accidental del circuito B a través de las salidas del circuito A.

Hay un par de soluciones para abordar estos problemas, y dependen completamente de una serie de compensaciones de ingeniería, como todo lo relacionado con la ingeniería.

• Aislamiento : Usar aislamiento para separar ambos circuitos le dará mejores resultados, pero tiende a ser costoso. Aislar GND le dará, con mucho, los mejores resultados, pero no es necesario.
• Circuito integrado especial : Utilice circuitos integrados diseñados específicamente para esto. Por ejemplo, el TXB0108 o el SN74AVC4T245 cuentan con la funcionalidad Ioff mencionada por Peter Smith.
• Buffer Hack : coloque un búfer (74HC244, o algo similar) del circuito A al circuito B, y haga que el pin de habilitación de salida (OE) se active desde el circuito B. Si OE está activo bajo (como lo están la mayoría de los búferes), es posible que necesite que el pin se levante con el suministro del Circuito A y que el Circuito B lo baje a GND. También puede agregar menús desplegables débiles en la salida del búfer para evitar que sus líneas de datos floten. Tendría que duplicar este circuito en la dirección inversa, puede ir desde CircuitB->CircuitA.

Si el Circuito A puede controlar el estado de alimentación del Circuito B, puede hacer trampa y usar un interruptor de carga para vincular VDD2 (del Circuito B) a GND, y luego asegurarse de que los pines de salida del Circuito A estén conectados a GND o triestablecidos con pull- caídas en los pines antes de apagar el circuito B. Pero no creo que esta sea tu situación.