第一版pcb打板后测试整体电路,只有sm5308充电管理芯片出问题,无法开机通电,输出也不稳定,时好时坏,只有在接上usb充电后才能正常工作。这个芯片在之前做的迷你充电宝方案中是没问题的,才将它移植到毕设上,所以电路图也是没问题的。测试时采用多种方案,先是对比可以使用板子和新焊接上的输入输出电压以及元器件好坏,测试后发现全部一样,元器件都是没问题的;然后对PCB LAYOUT进行分析,与芯片手册上的要求基本一致,唯一有差别的就是CD75以上封装的电感,原本使用的是0420封装的1uH,我购买了0630封装的进行焊接,调试后发现还是不行。
Sm5308 PCB LAYOUT
SM5308 PCB LAYOUT芯片手册注意事项
1uH电感封装对比
最后对比芯片手册发现,在电池和供电端的滤波电容采用的是22uf的,而我使用的是22nf的,更换了4个滤波电容之后就正常运行了。原因是sm5308在没有负载时会进入休眠状态,充电宝上输出端的负载较大,完全可以唤醒芯片工作,而毕设全部采用的是低功耗芯片,整体功耗只有0.5W左右,不足以很好的唤醒芯片,所以在接入usb后可以正常输出,而单独电池供电时就无法正常工作。
Sm5308放出不了5v的电压进行供电,必须接上usb后才有输出5v。
解决办法:Ds18b20的上拉电阻与rt9193分压,使rt9193供电不足,无法输出3.3V电压,使整个电路无法正常运作。
测试过程:通过排除法,因为在第一版中sm5308是测试过可以输出5v的,没有改过电路图,我同时焊接了两块新板子,都是一样的情况,可能性就有以下几种,第一种是元器件问题,焊接不到位或者是放错元器件,因为pcb正面基本没有改变布局,只是将lmt70传感器换成ds18b20,逐一对比元器件,全都是一样的,并且我将原板子上电源管理芯片附近的元器件逐一平移到新板子上,但是还是不行,将新板子的元器件平移到旧板子上,正常运行,排除了元器件摆放错和焊接不到位的问题;
第二种是pcb走线问题,对比两板pcb走线,5v的电源线都是加粗并且尽可能短,通电后用万用表测试电压是一样的,走线也符合sm5308中的元器件走线规则。
SM5308 PCB LAYOUT
SM5308 PCB LAYOUT芯片手册注意事项
第三种是芯片损坏问题,通过交换新旧板子的主要芯片对比,得到的测试结果还是新版子不行旧板子可以,排除芯片损坏问题。第四种是电池问题,为了测试增加了esp8266的功耗,考虑到可能普通的锂电池经过两个电源芯片后功率不够,买了一个大功率电池,放电效率是原来的5倍,在交换测试电池之后发现不是电池问题。
锂电池信息对比
第四种是降压芯片输出功率不足,我使用的是rt9193 LDO芯片,它的输出是3.3v 300mA,而我在使用usb供电时看功率计是在500mA左右,虽然是加上了充放电管理芯片的功率,但也有可能会影响,于是我就怀疑是它的输出功率不足。
Rt9193电气规格图
我使用了一个ams1117-3.3v进行并联供电,它的输出是3.3V 800mA,足以使整体工作。在飞线焊接后进行调试,仍然解决不了问题,排除了是LDO的问题。
AMS1117-3.3V焊接测试
在经过了两天排查了上述问题后,仍然没解决,在各个技术交流平台也没能找到答案,就只能沉下心来找新增电路的问题。Esp8266为了方便下载增加了两个调试按键,将ltm70替换成ds18b20的电路,仔细观察发现,ds18b20的输入引脚用了5v上拉,会不会是这个4.7k的电阻分压了?测试新旧板上的sm5308输出端待机时的电压,旧板上的是3.9V,而新版上的是3.1V,整整差了0.8v,将4.7k拿下来之后,供电就正常了。
Esp8266原理图
ds18b20原理图
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