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MCU电源电压骤降的影响与解决方案

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onemoren|  楼主 | 2024-10-16 15:17 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
MCU电源电压骤降的影响与解决方案

单片机电源电压发生骤降的原因与影响主要包括以下几点:

原因
负载变化:如果单片机连接的负载突然增大,比如驱动电动机或其他高功耗设备,可能会导致电源电压骤降。如下图所示,就是因外部电子模块的接入,由于模块中有大电容,接入瞬间产生大电流,从而拉低单片机电源电压。


电源不稳定:使用不稳定的电源适配器或电池老化,无法提供所需的电压和电流,可能会导致电压骤降。

电源线路问题:电源线路中的接触不良、短路或过长的线路可能引起电压损失,从而导致电源电压骤降。

电容器失效:电源电路中用于平滑电压的电容器失效或容量不足,无法有效滤波,可能导致电压波动。

温度影响:环境温度变化可能会影响电源元件的性能,导致电压骤降。

影响
系统重启:电压骤降可能导致单片机进入复位状态,影响系统的正常运行,导致数据丢失或系统崩溃。如下图所示,在电压骤降发生之后,单片机产生了复位,NRST信号拉低。

运行不稳定:电源电压不足可能导致单片机的指令执行错误,表现为不稳定的系统行为或功能失效。

损坏元器件:长期在低电压情况下运行可能导致单片机及其周边元器件的损坏,缩短使用寿命。

数据丢失:在电压骤降的情况下,如果单片机正在进行数据写入操作,可能会导致数据损坏或丢失。

影响外设:连接到单片机的外设(如传感器、显示器等)可能因电压不足而无法正常工作,影响整个系统的功能。

解决方案
1.检查电源适配器或电池,确保其能够提供稳定的电压和足够的电流。
2.使用适当的滤波电容器,改善电源电压的稳定性。如下图所示方案,可由一个二极管和一个电容,形成滤波缓冲电路,当VCC电压发生短时间骤降时,由于二极管的单向性,以及电容器的储能功能,右侧MCU的VDD/VDDA电压波动大大减小,甚至无波动。

3.在设计电路时,考虑增加过流保护和电压监测功能,以应对突发情况。
4.采用稳压电源模块,以确保单片机在各种负载情况下都能获得稳定的电源电压。
5.寻找电路系统中的电子控制开关,如下图结构电路,在其合适位置增加一个电容来减缓开关开启的速度。这样LDO或电源可以有足够时间来响应电流突变以及时反馈、调整输出,让VDD电压更稳定平缓。


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