Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

MT9700 i klony - duży prąd jałowy.

Marek_Skalski 25 Paź 2020 23:53 2517 10
  • MT9700 i klony - duży prąd jałowy.

    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.

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    Marek_Skalski
    Admin Sekcji Początkujący
    Offline 
    Marek_Skalski napisał 756 postów o ocenie 382, pomógł 46 razy. Mieszka w mieście Eindhoven. Jest z nami od 2019 roku.
  • HelukabelHelukabel
  • HelukabelHelukabel
  • #3
    marci4
    Poziom 30  
    Dobrze opisany cały tok myślenia i proces diagnozy :)
    Co do samego tematu to nic dziwnego - MT9700 to jakiś Chiński wynalazek z LCSC z tego co widzę. Kiedyś się przejechałem na jakimś jednym układzie zamówionym z Chin (zrobiłem to pierwszy raz dla próby) i od tego czasu powiedziałem że wracam do starych nawyków czyli części tylko z Farnell/RS/Digikey lub Mouser.
    Co do układów zasilania i nimi zarządzania to w moich projektach (prywatnych czy też w pracy) stosuję scalaki TI i nigdy nie mam z nimi problemów. Może są trochę droższe ale działają od pierwszego włączenia ;) 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.
  • #4
    .Wiśnia
    Poziom 28  
    Marek_Skalski w twoim przypadku chociaż układ wystartował a w moim nie, palił wszystko co cenne . Nie mówię dosłownie o MT7900 a NCP1207A zamawianych od "maj frendów" . Eh... czasem nie warto oszczędzać
  • #5
    Marek_Skalski
    Admin Sekcji Początkujący
    Zazwyczaj jak robię prototyp, to uruchamiam go krok po kroku. Tutaj była już trzecia wersja układu, więc zdecydowałem się zamówić zmontowane płytki. Niestety, wcale nie jest łatwo znaleźć firmę, która wykona PCB, zamontuje porządnie elementy według mojej listy, zrobi to w sensownym terminie i za sensowne pieniądze.
    JLCPCB to taki dość rozsądny kompromis. Robią dobre review przed rozpoczęciem pracy, zlecenia wykonują szybko, ale montują tylko to co mają w swoim katalogu. Z tego powodu jeżeli czegoś nie mają i nie chcę tego montować sam, to trzeba wyszukać odpowiedniki/zamienniki, listy części trzeba przepisywać, płytki przerabiać i tak było w tym przypadku.
    Niby sprawdzona konstrukcja, a jednak była niespodzianka. Zrozumiałem też dlaczego warto dodawać szeregowy rezystor do wyjść sterujących - w przypadku zwarcia lub innego dziwnego stanu na wejściu sterowanego układu, wyjście mikrokontrolera ma dużą szansę przetrwać.
    Przygotowałem ten opis, ponieważ nie potrafiłem znaleźć zbyt dużo informacji w necie na temat tego układu. Nie sądziłem nawet, że tak pozytywnie to ocenicie. Dziękuję! :)
  • #7
    Galareta
    Poziom 22  
    Czy dobrze zrozumiałem, że on po wyłączeniu pożera prąd z wyjścia? A wejście zachowuje się jak należy? Również włączony zachowuje się dobrze pod warunkiem braku napięcia na wyjściu?

    Kiedyś się tak przejechałem z PCF8574;) Tak czytałem datasheet, że dałem sobie za nimi ULN2803. Oczywiście nie zadziałało, nauczyło mnie to wykonywać pierwsze prototyp nawet najprostszego układu. Przegapiłem, że PCF nie do końca jest 3 stanowy;)
  • #8
    Marek_Skalski
    Admin Sekcji Początkujący
    Dokładnie tak jest.
    Jeżeli do wyjścia podłączony jest tylko odbiornik, np. sensor, silnik, dioda, to nie ma najmniejszego problemu.
    Jeżeli do wyjścia jest podłączone źródło prądu, na przykład szyna zasilana z różnych źródeł, to problem robi się poważny.
    Jeżeli wejście układu pozostawisz bez podłączenia, np. odpięty kabel USB, to MT9700, który jest w stanie wyłączenia (stan niski na wejściu sterującym) pobiera około 40 mA z obwodu, do którego jest podłączone jego wyjście. Wymuszenie stanu wysokiego na wejściu sterującym, czyli włączenie układu powoduje drastyczne zmniejszenie prądu pobieranego ze źródła.
    Teoretycznie można problem rozwiązań programowo, trzymając układ włączony przy braku zasilania wejścia, ale to nie jest rozwiązanie jakie mnie interesuje, ponieważ wymaga więcej aktywności ze strony MCU.
    Nie demolowałem płytki, aby sprawdzić ile prądu ucieka przez wbudowany rezystor, a ile ucieka przez wejście sterujące, ale postaram się wykonać takie pomiary w wolnej chwili.
  • #9
    adamusx
    Poziom 27  
    Może pytanie trochę nie w temacie, ale jakiego modułu radiowego używasz w swoim rozwiązaniu ?
  • #10
    Marek_Skalski
    Admin Sekcji Początkujący
    W tym module używam RFM69HW w wersji 433 MHz.
    Obserwacje z pomocą SDR i pomiary wykazały, że jest to bardziej niezawodne pasmo w porównaniu do pasma 868 MHz, które jest dość intensywnie używane przez automatykę miejską i LoRa.
    Pracuję też nad zamiennym modułem, w którym będzie S2-LP, ale nie mam jeszcze działającego rozwiązania.