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2000年8月以前，我一直是以完整的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計為業(yè)的，其中有一些短暫的時段混入了化工行業(yè)，但也屬于技術(shù)應用的范疇，拓展了自己的知識面。
回想還在做系統(tǒng)的時候，只要是哪里發(fā)現(xiàn)有問題，周圍的人就會圍上來，看看到底是怎么回事，問題又會怎樣被解決，這時候大家的情緒都很高昂，一點不會覺得苦?；叵肫疬@樣的場景，我才理解了為什么談問題的文章會被大家更多地關(guān)注，但是說句心里話，我更希望諸位看官要多關(guān)心基本的原理，它們是不變的規(guī)律，談起來可能沒有什么意思，遠沒有各種各樣的問題炫目，但卻能讓你的眼目不被炫花，永遠保持清醒的頭腦，遇到問題也不會有火燒眉毛的感覺。
剛?cè)胄心菚旱?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E7%94%B5%E5%AD%90%E4%BA%A7%E5%93%81/">電子產(chǎn)品與今日的完全不一樣，傳呼機還是很重要的通訊工具，立锜的RT9261在這個領(lǐng)域賣得很好；10萬像素和30萬像素的數(shù)碼相機在深圳很火，RT9262是在其中用起來很爽的一款器件，我在DC/DC領(lǐng)域遇到的第一個技術(shù)問題就發(fā)生在這款器件的應用上，一家客戶在此應用上的創(chuàng)新是將其機殼表面噴絨成為很柔和的樣子，老板在介紹這一點的時候表現(xiàn)得非常自豪，至今還能清晰地回放在眼前，他們的那位項目管理者則表現(xiàn)得非常能干，讓人信賴，后來成為了一名成功的創(chuàng)業(yè)者；MP3播放器也在那時候開始成為很火的產(chǎn)品，凌陽成為我們這個領(lǐng)域很好的合作伙伴，我經(jīng)常穿梭在他們的辦公室和代理商之間。
今天的工程師在選用電池的時候，鋰離子電池通常都是當然之選，那個時代則是以普通的干電池為主，用堿性電池就算是很奢侈了，但這是消費者的事，系統(tǒng)設(shè)計上并無什么區(qū)別。普通干電池或堿性電池的容量并不大，單顆AAA規(guī)格（7號）堿性電池的容量只有幾百mAh，這樣的電池用在耗電還很高的MP3上真的堅持不了多久，所以如何省電會成為很重要的話題。
MP3播放器的工作電壓一般是3.3V，還有一組2.5V或1.8V為內(nèi)核部分供電，考慮到體積的緣故，電池一般都會選擇單節(jié)或雙節(jié)的，這樣就一定會選用Boost作為升壓轉(zhuǎn)換器提供3.3V，然后再用LDO生成另一組低電壓。極端追求低成本的情況下就不用LDO了，二極管直接上陣，這樣就把成本降下來了，但這一招并不是僅僅出現(xiàn)在MP3這項應用中，光碟播放器里面也有，我們作為電源工程師當然會反對這么做，但你不能對抗市場的力量，它們都是進入殘酷階段以后的戰(zhàn)術(shù)。
為了省電，電源轉(zhuǎn)換器在MP3播放器不工作的時候也是不工作的，需要工作的時候就需要按下某個按鍵使Boost轉(zhuǎn)換器的使能端變成高電平讓Boost開始工作，MCU得到正常電源供應以后開始運行，它再給出一個維持供電的信號使Boost轉(zhuǎn)換器總是處于使能狀態(tài)，工作狀態(tài)得以自動維持。等到系統(tǒng)不需要工作了，MCU將維持供電的信號撤掉，自身進入待機狀態(tài)，Boost轉(zhuǎn)換器停止工作，系統(tǒng)的消耗就降到了最低，電池電量得以有效維持，從而確保其使用時間最長化。（說得這么詳細了，喜歡研究的初學者可以嘗試把圖出來，所涉器件可以是RT9266+RT9166，這都是當年的明星IC，現(xiàn)在仍然常被使用。）
即使待機功耗最小化，那時候的MP3播放器的電池使用時間也是很短的，所以有的人就會研究新的做法。在凌陽的代理商中，有一家位于中山，他們有一位很好的工程師，后來成了我長期的朋友，現(xiàn)在則是一位企業(yè)家，也是一位很有創(chuàng)新精神的人，他讓MP3播放器的電池使用時間達到了最大化。他是怎么做的呢？降低系統(tǒng)工作電壓。我們都知道負載所消耗的功率是電流乘以電壓，只要降低了電壓，功耗就直接降低了，Boost的升壓比下降，其轉(zhuǎn)換效率也會有所提高，而他發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工作電壓的下限大約在2.8V左右，于是就將工作電壓設(shè)定到了這里，如果在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)哪臺機子因為電壓太低而不能正常工作，產(chǎn)線上的工人就將Boost轉(zhuǎn)換器的反饋電阻調(diào)換一下，讓機子能夠正常起來，這樣就將所有機子的電池利用效率都最大化了。實際上，這位朋友的電壓設(shè)定點選得非常好，生產(chǎn)中需要更換電阻的幾率只有千分之一，對生產(chǎn)效率的影響非常小。
受結(jié)構(gòu)的限制，很多使用干電池供電的系統(tǒng)會把電池放在物理結(jié)構(gòu)的中央，它的周圍就是PCB。這樣的結(jié)構(gòu)常常會給PCB設(shè)計帶來一個陷阱，沒有經(jīng)驗的人很容易就會陷進去，下面我用原理圖加準實物的方式來對此進行呈現(xiàn)：
圖中標注為SW的MOSFET開關(guān)就是Boost轉(zhuǎn)換器的功率開關(guān)，它在下圖所示的原理圖中位于RT9266的LX和GND之間：
在這樣的設(shè)計中，由于開關(guān)電流、續(xù)流電流、負載電流混雜一處，Boost轉(zhuǎn)換器很容易就處于不穩(wěn)定的工作狀態(tài)，幾乎沒有哪一款設(shè)計能夠順利地走入生產(chǎn)階段，樣機測試中就會被否決掉。
那么要如何做才是對的呢？作為設(shè)計師必須不怕麻煩，該拉的線還是要拉的，即便是會讓你的PCB設(shè)計或結(jié)構(gòu)設(shè)計麻煩一點。好的設(shè)計大概會這樣做：
電路圖上能不能表達出PCB要如何設(shè)計的想法呢？可以的。我在早年學習繪圖標準的時候，就要在電路圖上表達出信號的流向。如果你要畫出一個串行移位寄存器，假如數(shù)據(jù)是從左向右移動的，驅(qū)使數(shù)據(jù)移動的時鐘信號就要從右往左連接，這樣才能避免實際系統(tǒng)上的信號時延所帶來的錯誤，而把這個電路在PCB上實現(xiàn)的時候，也要真實的表達出這一點來。電源系統(tǒng)中不用考慮時延這樣的問題，但各種電流所帶來的影響卻是不得不考慮的，設(shè)計的過程就是不斷考察電流路徑及其變化的過程，要把每一個環(huán)節(jié)及其影響都要考慮到。我在入行早期為一家來自中國臺灣的廠商提供設(shè)計服務時，每次返回來進行審查的圖紙也都標注出了PCB的設(shè)計事項，其中沒有一句話，但從圖形上就能知道要如何做，大概由于這個原因，他們的PCB從來不需要找我?guī)椭{(diào)試修改。
轉(zhuǎn)載自?RichtekTechnology。
