补录一个之前遇到的问题
在2025年4月21日的《通过MT3608进行升压问题不大》文章中,提到了一句“关于上面的第4点,要再花时间额外写一篇博客”。当初遇到的是什么问题呢? 我从电源板上得到“电能”之后,会将电能分成5V和11.4V两路,传递给蜂鸣板,以令蜂鸣板上的两部分模块同时开始工作。然而在这个电力传输通道上,却出现了一些莫名其妙的情况:通过中间的四根导线将电能传递到蜂鸣板之后,蜂鸣器发出来的声音十分浑浊、沙哑。 我现在已经记不清之前写文章时听到的声音状态了,而现在听到的声音状态一定和之前的不一样、有了些许好转,但依然不是饱满、洪亮的声音。 这个问题,还要再花时间研究一下。 其实我也不用纠结之前听到的声音有多么恶劣,毕竟最近一段时间对电路进行了很大幅度的调整,可能已经解决了不少问题。只需要在此刻听到的声音的基础上,继续完善、优化电路就可以了。
电源芯片基本完成
如前文提到的,上一版电路板无法正常工作,原因就是IP5407芯片停止工作了。然而与前文猜测的也许不同,并不一定是我猜测的PCB布线过窄引起的。还有可能是外部线缆(从电池到PCB、从开关电源到PCB)的线径太小;还有一种可能就是上一版电路中,我在输出位置使用的3颗22uF电容用的是X5R导致的。 无论哪一种可能性,本质上都是IP5407看到的电池电压出现了错误、虚低,导致芯片停止工作。 因为没有精力逐项排查,所以我今天新做出来的电路,就索性将上面的怀疑问题,全都改良了一遍。结果,问题得到解决,现在电路可以正常工作了。因而也就不再仔细推敲上一版中究竟是哪里出现的问题了。 现在接下来的工作开始变得有些尴尬:接下来做什么呢? 想着应该是先将整体功能全部实现出来,所以下一个工作,就是完成前面板PCB的设计与制作。 经过测试,这个电路还是存在问题的 现在怀疑是C7这颗电容是多余的,但是在反复测试过程中,将电路板烧毁了。还要再找时间重新做一块电路板,好辛苦。我为什么会怀疑是C7电容导致的问题呢? 现在IP5407上电之后,明显会出现一个1秒的延迟,看它的技术手册提到1s停摆是因为出现了过流保护、会间断1秒重新上电。当我将电路导通时,整个电路中C7这个电容是饿着的、并且这个电容容量还不小,所以它很可能会在上电瞬间吃电吃到过流,引起IP5407停摆。一秒之后,C7已经被其他电容充上电、也被上一次停摆之前充上电,所以整个电路就是稳定的,所以只要经历一次停摆,就能恢复正常工作。 如此想来,C7现在就是重点怀疑对象。
电池管理芯片的使用依然存在着问题
利用电池管理芯片对锂电池进行充电、进行初级升压操作的电路部分,在修复了之前的问题之后,依然存在着(又出现了)新的问题,主要表现和可能的原因分析如下: 一、使用电池供电时,输出电压5.10V正常,但是一旦接入负载,输出电压会马上掉下去 这个“马上掉下去”也不一定每一次都会彻底掉光,有的时候掉下去了、然后去掉负载之后输出电压又能慢慢恢复成5.1V;有的时候掉下去了,撤掉负载之后就再也恢复不回来5.1V,而是会一点点彻底掉到1、2V左右。 彻底掉下去、一直掉电到1-2V,是可以理解的:现象很像是电池管理芯片停摆、不在工作了。输出电压只靠输出位置的电容给出,而此时没有接入负载,所以电容一点点的掉电、掉到1-2V左右停止。看上去虽然还有2V的输出电压,其实是浮电,没有驱动力,本质上就是芯片不工作、没有了输出电压; 有的时候接入负载掉电、撤掉负载之后输出电压又能自己一点点的恢复成5.1V,感觉就是在上面提到的电源管理芯片停摆之后,芯片自己又慢慢恢复了工作。 所以上面两个现象,本质上应该是一样的:就是电源管理芯片不工作了。而电源管理芯片之所以不工作,最大的可能是:电源管理芯片检测到了电池欠压、于是进入了欠压保护、从而停摆、不在通过电池进行电压的输出。 我接入的电池是4V的电量,不可能出现欠压的情况,由此推断很可能是电池管理芯片误判电池欠压、进而停摆。而且这个芯片检测到电池欠压、停摆之后,只有通过电源进行充电之后,才能重新恢复工作,这与我遇到的情况是相同的:一旦输出电压掉下去之后,只要再充电一下,就能够恢复到5.1V的输出水平。 所以现在的问题是:为什么带上负载之后,电源管理芯片会判定电池欠压了呢? 初步判断是我的电路图中有错误,有某些必要的动力线太细引起的电池电压欠压误判。但是这个猜测现在还没有时间仔细查看,等有时间了会重新看一下电路图,查找一下具体的原因。 二、还有一个很奇怪的现象,带着电池的同时,通过电源充电状态下,输出电压是4.6V 这个电源管理芯片是支持“边充边放”的,所以通过电源给如充电电压时,它的工作状态,正常的应该是:1、通过电源管理芯片给电池充电;2、输出电压位置应该保持5V的电压,这个输出5V无论是通过电源过去的、还是通过电池过去的,总之芯片可以持续输出一个5V的标准电压。 但是实际情况是电源接入的时候,输出电压只有4.6V。这里的4.6V并不是浮电,而是实打实有驱动力的4.6V,原因是我的负载是一个DCDC升压器,目的是将电源管理芯片视为一级升压器完成对电池从4V到5V的升压,然后二级升压器完成从5V到11.6V的升压。 当接入负载时,输出端的确出现了11.6V的电压,这意味着“负载”、也就是“二级升压器”部分的电路是正常工作的,它吃入4.6V的电压、输出11.6V的电压。工作正常。 所以我的困惑是为什么此时电源管理芯片仅能够输出4.6V的电压?这是不合理的,预期正确的输出应该是5V才对。这里我就死活想不明白了,如果也是某些线径太细引起的,似乎有些说不通——也可能说得通: 电源给电池充电是正常的,电池管理芯片的输出是通过电池进行升压输出,这是它期望升压到5V(如前文的5.1V),并且为后面的负载进行电力输出。但是电源管理芯片一旦输出端向外输出电力,电池电压马上会被拉低,于是芯片停摆,输出电压从5V降低到诸如3.2V、芯片停摆。 然而此时的电源是一直接通的,因而芯片在判定电池欠压之后马上给除了一个非常大的充电电流,对电池进行充电,同时重新激活了芯片的DCDC部分,输出部分又重新回复到5V,如此输出部分相当于是一个PMW型的输出,从而不可能达到稳定的5V输出,也不会掉电,就在PWM的平均作用下,形成了4.6V的输出电压,并且这个输出是持续、具有驱动力的,因而可以为后面的负载(二级DCDC提供电力)。 三、总结上面的现象,将怀疑重点确定 通过上面的推测,最可能的就是芯片到输出这段位置上,有一条线画错了,画得太细了。回头有时间了,要检查一下。