如何防止熱插拔燒壞單片機(jī)

大家都知道一般USB接口屬于熱插拔，實際任意帶電進(jìn)行連接的操作都可以屬于熱插拔。我們前面講過芯片燒壞的原理，那么熱插拔就是導(dǎo)致芯片燒壞的一個主要原因之一。

在電子產(chǎn)品的整個裝配過程、以及產(chǎn)品使用過程經(jīng)常會面臨接口熱插拔或者類似熱插拔的過程。

比如：

1、PCB測試點的頂針測試

2、排線插拔安裝

3、接插件安裝

4、通信接口連接

5、模塊插拔

那么在熱插拔過程可能發(fā)生什么？

以下面這個電池排線接口為例：

插入過程中可能出現(xiàn)斜插，將導(dǎo)致12V加到MCU的IO上，或者GND沒有有效接入，導(dǎo)致系統(tǒng)浮地，MCU IO變成0V，GND則被抬高。

這兩種情況都將導(dǎo)致IO出現(xiàn)遠(yuǎn)高于VDD的電壓或低于VSS的負(fù)壓。

在插拔過程也確實抓到了IO口和VSS之間產(chǎn)生了極大的負(fù)壓。

那么當(dāng)IO口電壓超過手冊中的范圍會發(fā)生什么？

負(fù)壓將會導(dǎo)致GND到IO之間二極管導(dǎo)通產(chǎn)生負(fù)電流，正壓過壓導(dǎo)致IO和VDD之間二極管導(dǎo)通產(chǎn)生正電流。

那么這個電流能有多大呢？

如果PCB線路上沒有限流電阻二極管導(dǎo)通時電流可到1A+，足以在1ms（毫秒）時間對芯片內(nèi)部造成熱損傷。

那么當(dāng)我們添加限流電阻后，以100Ω為例、-3V為例，可以計算出電流 (3-0.3)/100=27mA，將被限制在27ma。

所以對于熱插拔的防護(hù)，最簡單低成本的設(shè)計就是在接口信號上串聯(lián)電阻，電阻大小可根據(jù)信號類型和速率決定。