Cieszymy się z sukcesów, ale jak jest porażka to już trochę mniej. A ja chcę się z Wami podzielić swoją porażką.
W jednym z przenośnych urządzeń zasilanych z baterii dwóch ogniw alkalicznych AA chciałem dodać możliwość stosowania akumulatorów NiMH. A jak akumulatory, to przyda się też opcja ich ładowania. Urządzenie można podłączać do komputera, aby je skonfigurować lub odczytać zgromadzone dane, więc całkiem naturalne było wykorzystanie gniazda USB jako źródła zasilania. Na zdjęciu jest wcześniejsza wersja płytki, bez komunikacji po USB. Ponieważ urządzenie jest zasilane z własnej przetwornicy, napięcie jest regulowane według stanu pracy urządzenia od 2,2 V do 4,45 V. Wymagania zatem określone:
Napięcie wejściowe 4,75 V - 5,25 V.
Prąd ładowania 0,2 A - 0,4 A.
Napięcie sterujące minimum 2,2 V.
Prąd wsteczny < 100 uA.
Prąd jałowy klucza < 100 uA.
Obudowa możliwie mała, ale nadająca się do ewentualnej wymiany ręcznie. Padło na SOT23-5 ze względu na duża ilość układów w takich obudowach, co przynajmniej teoretycznie powinno ułatwić wymianę w przypadku błędów.
Płytki zlecałem do wykonania z montażem w JLCPCB, więc trzeba się dostosować do tego co mają w ofercie. Wszystkie układy w takich obudowach mają status extended, więc szukałem takich, które mają mały prąd wsteczny (1 uA), mały prąd jałowy i niską cenę. Tym sposobem znalazłem MT9700.
Zamówienie zrealizowano, płytki uzupełniłem o brakujące elementy, zaprogramowałem i rozczarowanie. Po włączeniu w trybie aktywnym zamiast 1,4 mA - 1,7 mA, układ pobierał >40 mA. Dużo. Za dużo. Sprawdziłem płytkę bez zamontowanych elementów dodatkowych i pobór był na poziomie 2,5 mA. Trochę dużo, ale to pewnie przez MCU taktowany domyślnym zegarem 16 MHz, zamiast 2 MHz. Zdemontowałem dodatkowe elementy, ale prąd nadal za duży. Albo przetwornica MCP1640C, albo jakiś chińczyk. Przechodząc przez konfigurację pinów doszedłem do układu kontroli ładowania - U3 na załączonym obrazku. Konfiguracja sprzętowa następująca:
Wejście nie jest podłączone - brak napięcia.
Wyjście podłączone do + zasilania (około 2,5 V).
Wejście sterujące ustawione w stan niski - prąd baterii 38 mA.
Wejście sterujące ustawione w stan wysoki - prąd baterii 1,7 mA. Aha...
Jak podłączyłem zasilanie do USB, to prąd baterii ujemny - ładowanie. Wyłączenie układu tym razem działa i prąd spada do akceptowalnej wartości.
Ale dlaczego bez zasilania USB takie zachowanie skoro MT9700 ma bardzo mały prąd wsteczny, ponieważ blokuje wewnętrzny tranzystor jak wykryje wyższe napięcie na wyjściu?
Pomiary na płytce wykazały istnienie diody między wyjściem układu a wejściem sterującym. A przeszukiwanie internetu pod kątem klonów wykazało, że na wyjściu jest jeszcze układ rozładowania obwodu wyjściowego. Jeżeli wejście sterujące jest w stanie niskim, to wyjście jest zwierane do masy przez wbudowany rezystor o wartości rzędu 75-150 Ω. Widać to na przykład tutaj: SY6280AAC.
Nie byłem jedynym, który się na to naciął - Link.
Trochę długi ten opis, ale może komuś oszczędzę czasu i rozczarowań. Zdecydowanie odradzam używanie MT9700 w układach przełączania zasilania. Do włączania nadaje się całkiem dobrze, do przełączania nie nadaje się wcale.
Po namyśle wybrałem TPS2051BDBV, który nie ma tych wad. Trochę droższy, ale warto. Warto było wybrać dość dużą obudowę do ręcznego montażu.
A co do urządzenia, to jest częścią większego systemu automatyki domowej. Jak już będzie to sensownie działać, to na pewno opiszę w DIY.
Cool? Ranking DIY
Ewentualnie jeśli TI nie ma części, która by spełniała moje wymagania (a rzadko to się zdarza) to na drugim miejscu jest Linear Tech - teraz jest częścią ADI.