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

Question

Estoy examinando un esquema que se refiere a la TPS61030 convertidor de refuerzo IC y tengo una pregunta con respecto a la lógica detrás de tirar de la clavija 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 ( ficha técnica ) utiliza una señal en su patilla EN para encender o apagar el convertidor. Si la patilla EN se ajusta a 0 VCC, el convertidor pasa al modo de apagado, que aísla la carga de la entrada. Cuando el pin EN recibe una entrada >= 1VDC (pero inferior al máximo de 7VDC), el dispositivo se pone en modo de operación y comienza a funcionar.

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

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

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Cuando el interruptor está abierto, el convertidor entra en modo de funcionamiento. Cuando el interruptor está cerrado, el convertidor del dispositivo entrará en modo de apagado; sin embargo, el circuito se convertirá en un drenaje parásito de la batería. Me parece impar que el circuito haya sido diseñado para consumir corriente cuando el convertidor, y por extensión el dispositivo alimentado, está destinado a estar apagado. Sé que sólo será ~ 0,02 mA, pero no entiendo por qué no tirar el pin bajo y utilizar un interruptor de lado alto en su lugar, como en el siguiente esquema:

simular este circuito

El circuito anterior formará un divisor de tensión que enviará ~2,4VDC al pin EN, que es más que suficiente para activar el dispositivo. Cuando el interruptor esté abierto, la patilla EN se conectará a GND y el convertidor entrará en modo de apagado. Esto eliminaría el drenaje parásito cuando el convertidor está en modo apagado.

Preguntas
¿Por qué tiran del pin alto en lugar de bajo para eliminar el drenaje parásito? Soy un novato en la electrónica, así que supongo Adafruit tiene una buena razón para hacerlo y yo soy demasiado inexperto para entender por qué. Cualquier opinión será muy apreciada.

Answer 1

Posibles razones: número de piezas, fiabilidad, falta de preocupación por ese nivel de fuga, evitar la complejidad, comportamiento de encendido por defecto para comodidad del usuario (de rioraxe en los comentarios de la pregunta).

Para ampliar lo de que la corriente de fuga es poco preocupante: comprueba la especificación del TPS61030: 20uA (típica). Luego 1uA (máx) en apagado. ¿Qué harán otros 20uA de fuga a través del pull-up? Ampliando los cálculos de laptop2d: 21uA de fuga de una batería de 1000mAh da 47.600 horas de tiempo "en espera" (descontando la autodescarga de la batería). Más de 5,5 años. La autodescarga de la pila secundaria conectada y el uso del dispositivo son, sin duda, más preocupantes que las fugas de la desconexión. Si se abandona el apagado, se sustituye la corriente de arranque por la corriente de reposo del convertidor.

Por lo tanto, el uso previsto 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, carga del teléfono, ejecución de una rPi).

Si estuvieras usando esto para algo más que un banco de energía USB, podrías estar preocupado por la duración de la batería. Sin embargo, los dispositivos que funcionan con baterías de larga duración no suelen venir equipados con convertidores de 4 A.

Nota: el circuito propuesto de 200k pull-up y 400k pull-down con interruptor no funcionaría. 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 carriles. No es una entrada de comparador como el LBO u otros reguladores con entradas de umbral de precisión.

Answer 2

¿Se convertirá en un desagüe parasitario? Depende de la definición de parásito. La respuesta es lee la hoja de datos una y otra vez, si no entiendes algo búscalo.

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 pieza a pieza o depende del voltaje por lo que podría ser incluso inferior a 1uA. Por eso nos encantan los FET

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

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

Answer 3

• En realidad, mirándolo de nuevo, lo están utilizando como un pull-down y la resistencia es simplemente una resistencia de carga para no tener un cortocircuito muerto.

No hagas caso: Así que esto puede no ser todo el concepto, ya que no he tenido la oportunidad de mirar a la hoja de datos en detalle, pero usted ha abordado más o menos con su visión sobre el divisor de tensión que actúa de la misma manera.

Podrías usar esta resistencia de 400ohm como una resistencia limitadora de corriente, pero la caída de voltaje es indeseable y esto puede cambiar la "carga" de este pin cuando el interruptor está cerrado. Dado que esto es mirando a un voltaje, voy a suponer que es una impedancia muy alta por lo que este probablemente sería insignificante, pero debe tenerse en cuenta que esto agregará resistencia a tierra que puede causar problemas de bucle.

El trabajo de un pull-up es asegurarse de que el nivel de voltaje es correcto cuando se conmuta, esto aparentemente ser un "activo bajo" que desea asegurarse de que se detiene en el momento oportuno, por lo que pull-up, voltear la lógica y es posible que necesite un pull-down. En ambas configuraciones las resistencias están actuando como pull-ups, sólo uno es un divisor de tensión rígida que puede introducir un diferencial de tierra.