电源倒灌的道理高手是这么解释的（转）

qwqwqw2088

电源倒灌的道理高手是这么解释的（转） [复制链接]

马桶洁厕剂倒灌自来水，跟电源倒灌是一个道理。
生活中，马桶蓝水倒流进自来水管的案例很多。

　　隔壁王先生打开水龙头，流出的竟是淡蓝色自来水，但小区其他住户家中并未出现类似情况。经过水务集团技术人员的检测发现，该蓝色自来水系楼上住户使用的马桶清洁剂倒灌导致。
还原“倒灌”原理
马桶水回流进家中


蓝色洁厕块怎么会导致自来水变蓝呢？水箱的水，又是怎么流到自来水管里的呢？
　　来看一个“蓝水污染实验模型”。整个模型由这几部分组成：左侧：模拟抽水马桶玻璃水箱、从楼上水管引下的模拟城市供水管网;右侧：模拟居民庭院供水管网、模拟楼层。
　　实验开始后，水质监测人员将一块固态洁厕剂放入马桶水箱，并打开城市供水管网阀门，将水箱充满水。
　　随着水箱中的水位上升，固态洁厕剂也渐渐融化，原本透明的水变成了蓝色。这时，检测人员中断了城市管网的供水，也就是平日居民遇到的“停水”。
　　奇特的一幕发生了：只见左侧抽水马桶水箱中的蓝色水开始倒流，慢慢蔓延到右侧居民庭院供水管网，再流入右侧各单元居民住户的供水点。当打开各单元居民住户的水龙头时，流出的水都变成了蓝色。


那么问题来了：我家也用过洁厕灵，自来水为什么没有这个现象？
原因是，这个现象的出现需要有两个条件：
1、需要有回流的路径，不可能平白无故的马桶水箱的水流到自来水中。
2、需要有压差，也就是马桶水有流出来的动力。（停水）（如果条件1满足，那么也可以利用洁厕灵的分子扩散，但是那个进程非常慢）



在电路设计的时候，我们如果我们设计的不好，也经常会出现电源倒灌的现象：


1、首先，我们我们讨论电源倒灌的回流路径
大多数逻辑元件系列中的输入和输出电路,其芯片内部内接电源端 VCC 的二极管(是半导体的寄生二极管,如果要去掉这个二极管需要特殊处理,处理掉这个二极管,芯片就支持热插拔了.),在正常工作时，信号需要高于VCC 大约0.7V（二极管正向导通），这个二极管才会导通，有电流。
1、当VCC后上电的时候，如果先上电的器件，会输出高电平的话，会通过这个二极管对VCC进行充电（由于VCC此时电压非常低，所以二极管导通）；
2、由于VCC一般会接大量的电容到GND，所以这个电流特别大，会把二极管给损坏，造成整个器件的损坏，同时造成输出器件的电流过大，导致损坏；
3、而且时间长，会把VCC给拉高一定程度，破坏VCC的上电斜率。


（左侧看做马桶，右侧看做自来水，那个二极管就是回流路径）


2、第二我们讨论电源倒灌的电压差（如果马桶水倒灌的水压差一样）
随着集成电路(IC)时代的到来，许多功能模块被集成到一个IC中，因而需要利用多个电源为这些模块供电。这些电源的电压有时候相同，但更多时候是不同的。
如果我们不满足这个时序要求，就会在芯片内部出现满足回流路径的压差。
当IC需要多个不同的电源时。目前，一些较常用的电源电压是：1.0V、1.1V、1.2V、1.5V、+1.8 V、+2.5 V、+3.3 V、+5 V。。。。。（一些CPU内核电压选择低电平，在接口选择高电平，这个不同电源域之间的接口需要满足时序要求，否则就跟不同器件之间的灌电流的情况是一样的）。
如果我们满足电源时序要求，或者让电源先上电，接口后输出，就没有这种压差导致灌电流了。（如同：如果不停水，则马桶的水很难倒灌到自来水管中）.
下图是个IC的电源时序要求。


记住不想让你的电路喝洁厕灵的话，就在设计的石时候充分的考虑器件对上电时序以及下电时序的要求,设计过X86系统的朋友应该非常有感觉。
如果电路涉及热插拔，情况类似。

strong161

印像中U盘，硬盘等USB，SATA热插拔物品都有一个特点就是电源插口都会比数据插口长那么一点点，USB2.0头就是很明显两侧电源会比中间的数据铜片要长一段。不知道是不是这么原因。

PowerAnts

strong161 发表于 2017-6-7 21:01
印像中U盘，硬盘等USB，SATA热插拔物品都有一个特点就是电源插口都会比数据插口长那么一点点，USB2.0头就是 ...

基本如此, 不过也只是在概率上减轻问题的发生. 触点会跳动的. 另外像SD卡和TF卡, 由于引脚多, 内置读写控制器经常发疯, 那就完全靠侦测插入, 软件延时后开启供电了

zxfzb828

谢谢分享！！！！！！！！！！！！！！！