物联网电池产品硬件电路设计思维

news2024/11/20 6:20:37

        最近在整改之前工程师设计的电路板,是采用18650电池供电的一个物联网小板。

        像这种电池供电的产品,很重要的一点就是要保证其低功耗,才得以提高续航,因此,对于这类电路板的对外接口的设计,对供电的控制尤其重要。

场景一:对外设供电

这是板卡接的一个使用RS485通讯的外设,5V供电直接取的系统供电,RS485接一枚uart转RS485芯片后接到MCU。

 这里面有两个问题:

一、对外接口,直接取系统5V供电,当板子要进入待机模式的时候,会发现此时外设还在耗电,这会严重影响整个板子的待机功耗。

因此,需要修改,增加一个开关电路,在系统想要进入待机或者低功耗模式的时候,关闭对外接口的供电,当然,前提是此时也不需要此外设工作。

二、RS485信号。此时可能工程师觉得控制开关就好了,往往忽略了一些细节,比如这里的RS485信号:

最佳状态,是在关闭外设供电的时候,把这个芯片的供电也一并关了,因为很多外设,也会因为信号的串电,导致功耗流失。


 场景二:定时启动物联网设备

      因为要低功耗,这是一块物联网的板子,因此是设定间隔多久以后才开启这个外设,读取数据,后面发现一些问题。板子会概率断电。

        最后,发现是因为在开启外设供电的时候,外设那一瞬间将系统供电拉载了,导致系统断电,然后检查了图纸,发现这个供电链路没有储能电容,加了储能电容后,问题解决。

该外设5V供电拉载波形:

5V转3.3V供电拉载波形:

        可以看到此时3.3V已经掉到最低1.3V,使用到3.3V供电的设备基本上不会正常工作。 

一般对外接口电路,都要做好隔离,以及电容储能,不仅仅是上面的接口,还有诸如USB等外接设备。

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