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  • 热度 6
    2022-4-13 18:09
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    DC-DC降压电路没有输出问题
    DC-DC 降压电路没有输出问题 DC-DC 降压电路应用比较广,好多线路设计都有用到。我们这里遇到了一个 DC-DC 没有输出的问题,现在拿出来分析下。 事因是有客户反馈说系统有上电不开机的情况,特别是第一次上电不开机出现的概率较多。初步检查到是 DC-DC 降压没输出的原因。 先来看下 DC-DC 应用电路,如图 电路描述:当系统上电时,主控的 PWR_EN 会输出一个 3.3V 的电压,来开启 DC-DC 这颗降压芯片,使其输出相应电压。 PWR 电源在锂电池供电时为 4.2V ,在 USB 供电时为 4.9V 。此电路设置的输出为 3.3V 。 DC-DC 芯片不开启的原因是 EN 脚将 PWR_EN 的电压拉死了,用示波器量得会出现如下 2 个现象: 一是 PWR_EN 的整体电压拉得很低,持续不到 50 毫秒就拉死了 二是 PWR_EN 的电压未被拉低,但持续很短的时间就拉死了 断开 R8 这个电阻再来测量, PWR_EN 输出是正常的,这里就可以证明主控芯片是没问题的,问题就是由 DC-DC 的 EN 脚电路部分引起的。 解决方法是: 将 R8 的阻值增大到 100K ,经测试到目前发文章为止未测到不开机的问题。 问题可以说是解决了,但还是会存在疑问:根本原因是什么呢?是 RC 电路的问题?还是 DC-DC 芯片 EN 脚内部设计的问题?或者是 DC-DC 芯片质量问题? 原理是什么样的呢?下面结合实际简单验证下: 1、 怀疑芯片的问题,更换一个新的芯片测试同样会出现,更换另一个型号的芯片也一样会出现。两种芯片的内部架构如下图 这里可以确定芯片质量没问题,这里可不可以得出就这个架构的芯片就会存在这样的问题呢?因为资源有限,其它品牌的芯片未拿来验证,后续选择这种架构的芯片时还需注意这个问题。 2、 怀疑 C16 电容的问题,解释为电容充电瞬间达到了它的耐压值,瞬间高压使得 DC-DC 芯片的 EN 脚内部被击穿导致对地短路而将 PWR_EN 拉死。后面查资料及实际测量得出该解释是错误的,电容瞬间的电压不会高于 3.3V 。 另外怀疑是不是 C16 电容瞬间短路引起的,已知电容的需压值为 6.3V ,实验如下: 如图搭建一个电路,反复开关 S1 ,若电容短路,则 LED 就会熄灭,将 VCC 的电压调高再来测试,并未发现电容短路导致 LED 灯熄灭。 3、 还是怀疑 C16 充电引起的,解释为电容充电瞬间电流较大,超出了 DC-DC 的 EN 脚耐流,导致 EN 脚内部被击穿而将电压拉死。为什么电阻改成 100K 后就没问题呢? 可以从这图波形反映出来,蓝色线为 10K 时的上电,白色线为 100K 时的上电,图中蓝线上电快,白线上电慢,根据 I=C*dV/dt 可以得出 10K 时的瞬间电流大,所以更具风险。 也可以解释为什么第一次上电出现的概率大,因为开始时电容还处于完全放电状态。 综上,可以判断出 EN 处的电流对 DC-DC 芯片内部的影响,使得 DC-DC 芯片内部 EN 电路出现对地锁死的情况(待电压撤去重新上电又恢复正常),由于供应商对这引脚内部电路未做开放,所以不清楚其内部具体如何。 供应商给的芯片手册上只能查到EN的漏电流,其它电流相关的描述没有 到此就分析完了,解决方法是有效的,因能力有限,可能分析方法还有很大不足的地方,欢迎读者指正。同时也希望能为读者抛砖引玉,发散自己的思维,找到更合理的分析更有效的方法。
  • 热度 3
    2021-3-31 10:22
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    在设计AC/DC转换电路时,有几个必须思考的课题和讨论事项。本节特地挑选出其中最容易引发问题的项目。除了设计AC/DC转换电路外,也和设计电源有所关联。 1. 使用分立结构还是电源IC 使用分立结构还是电源IC设计电源电路的相关探讨日趋减少,在此主要从板载电源的角度进行探讨。有各种不同的考虑,使用电源IC的优势前面已经多有说明,近年来,如何将电源IC用得恰到好处才是考虑的重点。为了能更好的控制必要电路和搭载功能,设计者调整自身的设计以实现优化出更完善的电源设计。 图35 过去,电源是电源厂商的技术结晶,曾有一个时代分立结构在调校、功能、成本等方面更有优势。但是,近年来电源用IC已经能满足各种需求,轻易就能构筑简单、灵活、高性能的电源电路。尤其在减少元器件数量、减小尺寸、提高可靠性都有优势。在需要立马上市的设备快速设计时,提升电源设计的起步效率,就变得非常重要了。 关键要点: ·如果没有电源设计的相关丰富技术诀窍,使用电源IC会是比较好的方案。 ·IC厂商通常会提供设计支持。 2.效率提升 电源的效率提升是应对当前节能要求的最重要主题。此外,待机时的功耗也是重要的改善项目,也已经采取了各种对策。 开关DC/DC转换器的效率可实现95%,AC/DC转换器时,一次侧的转换效率实际上还有改善的余地。此外,必须应对大功率PFC(改善功率因数),还必须追加电路和诀窍。 图36 为实现AC/DC转换效率的提升,必须采用开关方式。要做到这一点,如前所述,例如100VAC的可滤波直接整流二极管和电容器,其后的近140V DC电压必须可开关晶体管比如高耐压部件。当然因此会有小幅成本上升。对此,随着与节能化要求的权衡作为重要考虑事项。 关键要点: ·如果重视效率,要选择开关方式。 ·尺寸和效率一般存在制约关系。 3. 小型化-部件数量、部件尺寸 小型化是近年来重要的要求事项。采用开关方式可以小型化。AC/DC转换的基础中,就以AC适配器为例,能有助于理解其区别所在。 在构成部件中,就数变压器又大且重,但也开始朝小型化发展。二次侧的DC/DC转换电路,如果开关频率高,电感和电容器就能缩小,进而达到小型化的效果。但是,也会面临到效率低落的问题。在这里,必须进行尺寸和效率的优化。 图 37 此外,加入控制IC的外围功能,也能够减少部件数量,削减安装面积。如果近年来控制IC已搭载5、6种保护功能。如果,使用分立部件来构成,需要相当多的部件和空间。 关键要点: ・部件数量多少会増加,采用开关方式外形尺寸可以变小。 4.保护功能 保护功能除了电源安全外,对于电路可靠性来说,也是一项非常重要的功能。保护功能大致上分成输入(过电压、防止低电压误动作等)、输出(过负载、短路、反向电压和过电压等)、温度(热关断或周围温度上升等)。虽然电源电路不必具备每一项保护功能,但这些都是几乎都是具备较佳、不可或缺的功能。前项已说明过,但由于必要的保护功能,几乎都搭载在控制IC上,因此推荐积极利用控制IC。 图 38 特别是AC/DC是,输入来源为插座的AC,有时因为落雷而忽然出现大浪涌等可能性。此外,电压变高,连家用电流都高达30A~50A时,谁都能想象如果因此引发损坏,将会造成多大的损害。 本稿提到AC/DC转换电路的简略图,省略AC线路的保险丝。大部分的电源电路都会加装保险丝。这点算是一般常识,因此略图大多会省略标示保险丝,不过在此还是稍微提一下。 关键要点: ・可以多利用IC搭载的功能,IC厂商也依照客户需求,将保护功能集成在控制IC上。 5. 认证、规范等 电源有许多认证和规范。当看到的Energy Star就是其中一种,和效率、待机功耗有关。安全相关的,AC适配器等电源单元必须取得的PSE认证,噪声相关多数案例要求符合EMI或EMC。分全球通用、只有某些国家和地区使用等类,如果想将产品推广至全球市场,就必须符合各个国家要求的规格。要注意,如果想取得这些认证都必须先通过测试,所要花的时间和费用以及人力相当可观。 图39 设计上最重要的就是在一开始的阶段,准确掌握必须先取得哪些认证、通过哪些规范。如果之后才增加要通过的规范,有可能陷入必须从头重新设计,导致产品虽然完成,但因为尚未通过测试,结果无法出货的窘境。 关键要点: ・所需各种规范和认证,必须事先调查清楚并制定日程表。 ・必须接受测试或审査,除了构思外,还要花费许多成本和时间。 来源:techclass.rohm
  • 热度 5
    2020-11-27 11:34
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    超简单:常见电平转换电路
    电平转换电路常用于串口电平转换,5V转3.3V 3.3V转5V mos管也是如此,上图的三极管是NPN,可以用一个N-MOS直接替换掉,pin对pin,一般GD压差4.5V完全导通,3.3V问题不大。 用光耦和电阻分压进行电平转换这里不讨论,光耦一般是用来隔离的,如果共地的话就相当于电平转换了。 有些时候需要把24V或者12V转化为单片机能够识别的ttl电平,以下电路就是通过一个肖特基二极管加一个单片机端上拉电阻完成的。 有些时候需要把ttl电平转成12V,或者24V
  • 热度 2
    2019-9-11 21:42
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    原文地址(有视频教程):https://mp.weixin.qq.com/s/Clsw41Chrx40TAzXR5Ugew
  • 热度 9
    2019-4-11 10:49
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    掌握这些硬件原理图中的“英文缩写”大全,看懂原理图!
    常用控制接口 EN:Enable,使能。使芯片能够工作。要用的时候,就打开EN脚,不用的时候就关闭。有些芯片是高使能,有些是低使能,要看规格书才知道。 CS:Chip Select,片选。芯片的选择。通常用于发数据的时候选择哪个芯片接收。例如一根SPI总线可以挂载多个设备,DDR总线上也会挂载多颗DDR内存芯片,此时就需要CS来控制把数据发给哪个设备。 RST:Reset,重启。有些时候简称为R或者全称RESET。也有些时候标注RST_N,表示Reset信号是拉低生效。 INT:Interrupt,中断。前面的文章提到过,中断的意思,就是你正睡觉的时候有人把你摇醒了,或者你正看电影的时候女朋友来了个电话。 PD:Power Down,断电。断电不一定非要把芯片的外部供电给断掉,如果芯片自带PD脚,直接拉一下PD脚,也相当于断电了。摄像头上会用到这根线,因为一般的摄像头有3组供电,要控制三个电源直接断电,不如直接操作PD脚来的简单。(在USB Type-C接口中有一个Power Delivery也叫PD,跟这个完全不一样,不要看错了。) CLK:Clock,时钟。时钟线容易干扰别人也容易被别人干扰,Layout的时候需要保护好。对于数字传输总线的时钟,一般都标称为xxx_xCLK,如SPI_CLK、SDIO_CLK、I2S_MCLK(Main Clock)等。对于系统时钟,往往会用标注频率。如SYS_26M、32K等。标了数字而不标CLK三个字,也是无所谓的,因为只有时钟才会这么标。 CTRL:control,控制。写CONTROL太长了,所以都简写为CTRL,或者有时候用CMD(Command)。 SW:Switch,开关。信号线开关、按键开关等都可以用SW。 PWM:PWM,这个已经很清晰了。 REF:Reference,参考。例如I_REF,V_REF等。参考电流、参考电压。 FB:Feedback。反馈。升压、降压电路上都会有反馈信号,意义和Reference是类似的,芯片根据外部采集来的电压高低,动态调整输出。外部电压偏低了,就加大输出,外部电压偏高了,就减小输出。 A/D:Analog/Digital,模拟和数字的。如DBB=Digital Baseband,AGNG=Analog Ground。 D/DATA:数据。I2C上叫做SDA(Serial DATA),SPI上叫做SPI_DI、SPI_DO(Data In,Data Out),DDR数据线上叫做D0,D1,D32等。 A/Address:地址线。用法同数据线。主要用在DDR等地址和数据分开的传输接口上。其他的接口,慢的像I2C、SPI,快的像MIPI、RJ45等,都是地址和数据放在一组线上传输的,就没有地址线了。 常用方向的标识 TX/RX:Transmit,Receive。发送和接收。这个概念用在串口(UART)上是最多的,一根线负责发送,一根线负责接收。这里要特别注意,一台设备的发送,对应另一台设备就是接收,TX要接到RX上去。如果TX接TX,两个都发送,就收不到数据了。 为了防止出错,可以标注为:UART1_MRST、UART1_MTSR。Master RX Slave TX的意思。Master就是主控芯片,Slave就是从设备。TX、RX很容易标错的,尤其是原理图有几十页的情况下。 P/N:Positive、Negative。正和负。用于差分信号线。现在除了DDR和SDIO之外,其他很少有并行数据传输接口了。USB、LAN、MIPI的LCD和Camera、SATA等等,高速数据总线几乎都变成了串行传输数据了。 串行信号线速度很高,随便就上GHz,电压很低只有几百毫伏,因此很容易被干扰,要做成差分信号,即用两根线传一个数据,一个传正的一个传负的。传到另外一边,数据相减,干扰信号被减掉,数据信号负负得正被加倍。 对于RESET_N这样的信号来讲,只起到重点标注的作用,表示这个RESET信号是拉低才生效的。大部分设备都是低有效的RESET,偶尔会有一些设备拉高RESET。 L/R:Left、Right。通常用于音频线,区分左右。有些时候如喇叭的信号是通过差分来传输的,就是SPK_L_N、SPK_L_P这样的标识。 如下图,某2.1声道智能音箱音频输出(喇叭连接器端)。TAS5751是音频功放,HF是高频High frequency(2.1音响有专门的低频输出)。P和N用 和-代替。 常用设备缩写 BB:Baseband,基带处理器。十几年前的的手机芯片只有通信功能,没有这么强大的AP(跑系统的CPU),手机里的主芯片都叫做Baseband基带芯片。后来手机性能强大了,还是有很多老工程师习惯把主芯片叫做BB,而不是叫CPU。 P(GPIO):很多小芯片,例如单片机,接口通用化比较高,大部分都是GPIO口,做什么用都行,就不在管脚上标那么清楚了,直接用P1,P2,P1_3这样的方式来标明。P多少就是第多少个GPIO。P1_3就是第1组的第3个GPIO。(不同组的GPIO可能电压域不一样) BAT:Battery,电池。所有的电池电压都可以叫做VBAT。 CHG:Charge,充电。 CAM:Camera,摄像头。 LCD:显示器 TP:Touch Panel,触摸屏。(注意不要和Test Point测试点搞混了) DC:Direct Current,直流电。用在设备上通常用作外部直流输入接口,而不是指供电方式或者供电电压什么的。例如VCC_DC_IN的含义,就是外部DC接口供电。
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