做電池供電產(chǎn)品的工程師大概率都在BOM里為一顆小芯片糾結(jié)過——長按開關(guān)機芯片。它的活兒聽著簡單按一下開機、長按關(guān)機但真到選型的時候規(guī)格書能翻出幾十頁自鎖、去抖、復(fù)位、看門狗、低壓鎖定全堆在一起供應(yīng)商標(biāo)的靜態(tài)電流還各有各的測法。更麻煩的是這顆芯片選錯了前期一點問題看不出來等產(chǎn)品發(fā)出去才發(fā)現(xiàn)電池三個月就趴窩、冬天長按三秒才關(guān)機、松手瞬間掉電重啟。這篇就把我在便攜設(shè)備、電池供電小儀器、充電倉這類項目里反復(fù)驗證過的東西攤開講只盯五個參數(shù)把選型這件事收斂到一張表、三步實測能搞定。不管你是剛接手第一個低功耗項目還是已經(jīng)在這行干了幾年的老手下面這些判斷依據(jù)應(yīng)該都能直接抄走。1. 長按開關(guān)機芯片解決的到底是哪個問題1.1 它替掉的是整整一塊分立電路在沒有專用芯片的年代產(chǎn)品上長按開機這件事是靠一坨分立件湊出來的一個PMOS當(dāng)主開關(guān)一個NPN三極管做反相兩個電阻電容搭延時再用MCU的一個IO做自鎖保持。功能能用但問題一串——上電瞬間的時序要靠RC硬湊關(guān)斷后的漏電要靠三極管和上拉的取值來壓改一次長按時間就得重新配電容批量生產(chǎn)時還有人把電容貼錯導(dǎo)致手感全變。長按開關(guān)機芯片把這一整塊邏輯收進一顆SOT-23-6或者DFN的小封裝里檢測按鍵、做去抖、計時、驅(qū)動主開關(guān)、維持自鎖、響應(yīng)關(guān)機請求全包。外圍只剩下一兩個電阻和一個儲能電容。這么替換帶來的好處不只是省面積。分立方案里最難處理的是邊界狀態(tài)電池電壓剛好在閾值附近來回抖的時候分立電路容易進出反復(fù)表現(xiàn)為指示燈閃、系統(tǒng)反復(fù)上電。專用芯片內(nèi)部有帶滯回的欠壓鎖定和確定的狀態(tài)機這類抖動在芯片里面就被吃掉了。另一個好處是參數(shù)可追溯——長按時間是數(shù)據(jù)手冊里寫死的常數(shù)批與批之間的偏差有上限不像RC方案里電容的容差直接疊到時間上。1.2 四種典型場景需求差得很遠同樣是長按開關(guān)機不同產(chǎn)品對這顆芯片的要求能差出一個數(shù)量級。我把常見的四類場景列一下TWS充電倉、藍牙耳機倉主控本身功耗極低倉內(nèi)電池通常300~600mAh關(guān)斷態(tài)漏電必須壓到1μA以下否則放兩個月就掉一格電。長按時間偏短1~1.5秒因為用戶開倉就要用不愿意等。便攜小儀器測溫槍、電子秤、手持檢測儀電池1000~3000mAh工作態(tài)靜態(tài)電流可以放寬到幾十微安但要求開機后MCU能立刻接管自鎖關(guān)機時要給MCU留出保存數(shù)據(jù)的時間。工業(yè)手操器、現(xiàn)場儀表防誤觸是第一優(yōu)先級長按時間往往做到2.5~3秒甚至要求長按組合鍵。同時要求寬溫-40℃到85℃范圍內(nèi)時間容差不能太離譜。長期在線的傳感節(jié)點平時靠低功耗定時喚醒按鍵只是為了現(xiàn)場強制喚醒或強制關(guān)機。這類場景最看重的是芯片本身的關(guān)斷漏電和按鍵輸入端抗靜電能力因為設(shè)備裝出去之后沒人管。把這四類擺在一起看你會發(fā)現(xiàn)哪個參數(shù)最重要沒有統(tǒng)一答案。倉儲類產(chǎn)品排第一的是漏電流工業(yè)類排第一的是時間容差和抗擾儀器類排第一的是關(guān)斷時序。所以下面講的五個參數(shù)你得先想清楚自己的產(chǎn)品落在哪一類再決定取舍。1.3 什么時候不該用它說句實在的不是所有產(chǎn)品都值得上一顆專用芯片。三種情況我會反過來勸人別用第一種是產(chǎn)品本來就有一個常電的MCUMCU有深度睡眠模式睡眠電流已經(jīng)做到1μA級別那完全可以讓MCU自己管按鍵省一顆料第二種是成本壓到極致的玩具類產(chǎn)品一枚機械自鎖開關(guān)或者一個撥動開關(guān)就夠用戶也接受第三種是需要按下即響應(yīng)的交互比如對講機的PTT這種要求零延遲長按邏輯反而是負擔(dān)。判斷標(biāo)準(zhǔn)很簡單如果關(guān)機后系統(tǒng)里除了這顆芯片還有任何一路電在偷跑那專用芯片的價值就打了折扣反過來如果你需要整機徹底斷電、只有按鍵檢測電路活著那這顆芯片就是最省心的方案。2. 參數(shù)一供電電壓范圍決定這顆芯片能不能活到關(guān)機那一刻2.1 啟動閾值和保持閾值是兩回事數(shù)據(jù)手冊上寫的工作電壓2.0V~5.5V很多人當(dāng)成一個數(shù)看其實里面藏著兩個不同的門檻一是芯片能正常啟動并鎖存輸出的最低電壓二是已經(jīng)在工作狀態(tài)下能維持到多低。這兩個值往往不一樣中間還有一段滯回區(qū)。如果你只按標(biāo)稱下限去設(shè)計會出現(xiàn)一個很尷尬的現(xiàn)象——電池快沒電的時候用戶長按關(guān)機芯片在關(guān)機過程中因為電壓跌落退出工作結(jié)果系統(tǒng)在半死不活的狀態(tài)下停住。我的做法是把芯片的最低工作電壓往下壓0.3V留余量。比如單節(jié)鋰電產(chǎn)品放電截止一般設(shè)在3.0V那芯片的最低工作電壓最好選到2.5V以下甚至2.0V。別覺得這是浪費鋰電在低溫下內(nèi)阻上升負載一加重電壓瞬間就掉你以為還有3.3V實際可能已經(jīng)掉到2.9V。2.2 三檔典型電源怎么對號入座下面這張表是我自己常用的初篩依據(jù)拿到需求先對一下電源類型能砍掉一大半候選器件。電源類型電壓范圍實際芯片最低工作電壓要求附加注意事項單節(jié)鋰電3.0~4.2V≤2.5V最好≤2.0V關(guān)注過放保護后的殘壓別讓芯片在保護板切斷后仍嘗試啟動兩節(jié)堿性/鎳氫1.8~3.2V≤1.8V鎳氫單節(jié)截止1.0V兩節(jié)到2.0V余量必須留足單節(jié)鋰電升壓到5V4.8~5.2V常規(guī)即可升壓電路本身有靜態(tài)電流要一起算12V/24V工業(yè)電源9~30V需高壓型或前置LDO建議先降到5V以內(nèi)再給芯片熱插拔尖峰要壓3.3V系統(tǒng)常電3.0~3.6V常規(guī)即可如果常電本身就存在先想清楚這顆芯片還有沒有必要12V以上那檔要單獨說一句。市面上能直接吃12V的長按開關(guān)機芯片不算多多數(shù)是5.5V以內(nèi)。硬要上高壓兩條路加一顆小LDO先降到3.3V或者用帶高壓能力的負載開關(guān)配低壓控制芯片。第一種方案多兩顆料但最穩(wěn)第二種更省但選型面窄。2.3 絕對最大額定值和瞬態(tài)耐受別忽略絕對最大額定值這一欄經(jīng)常被跳過直到板子被插拔壞掉才回頭看。按鍵輸入端和電源輸入端是兩個容易挨打的位置按鍵是人體直接接觸的靜電從手指進來電源端在適配器熱插拔時會有振鈴幾十伏的尖峰在幾納秒內(nèi)打到芯片上。看兩個指標(biāo)就夠了按鍵端的HBM ESD等級能到±8kV的比±2kV的省心得多電源端的絕對最大額定值最好是工作電壓上限的1.5倍以上。如果選的芯片這兩項都不寬裕那就老老實實在按鍵腳并一顆小電容100pF~1nF到地在電源入口串一顆磁珠加TVS。這幾個件加起來不到三分錢但能省掉一批返修。3. 參數(shù)二靜態(tài)電流與關(guān)斷漏電流直接決定電池能躺多久3.1 靜態(tài)電流這三個字必須拆開測規(guī)格書上寫靜態(tài)電流1μA你以為是關(guān)機后整機就耗1μA這是最常見的誤解。實際上至少有三個不同的量工作態(tài)靜態(tài)電流Iq芯片已經(jīng)開機、主開關(guān)導(dǎo)通、系統(tǒng)正常運行時芯片自己吃掉的那部分電流。這個值通常幾微安到幾十微安。關(guān)斷態(tài)電流Isd / Shutdown Current芯片已經(jīng)執(zhí)行關(guān)機、輸出關(guān)閉后自己還漏的那點電。這個值必須小理想是小于1μA。輸出端漏電輸出腳在關(guān)斷狀態(tài)下對電源或?qū)Φ氐穆╇娏饕约巴庵肕OS的IDSS。三個量要分別看而且都要看測試條件。有的手冊標(biāo)的Isd是在25℃、VIN3.6V下測的你到85℃再看可能翻三倍。還有的手冊把靜態(tài)電流和關(guān)斷電流合并成一個數(shù)這種我一般會直接找FAE要詳細測試條件問不清楚的就先放一邊。注意測微安級電流不要用普通臺式萬用表直接串在回路里。萬用表在μA檔的內(nèi)阻會帶來幾十毫伏的壓降足以讓低壓系統(tǒng)工作異常測出來的數(shù)也不準(zhǔn)。用源表或者帶高精度μA檔的臺式表或者串一個0.1%精度的采樣電阻用示波器/高精度ADC測壓差。3.2 手算一遍續(xù)航心里才有底微安級的數(shù)字看著都很小差個50μA好像無所謂但攤到幾個月的時間尺度上差別巨大。以1000mAh的電池為例系統(tǒng)總關(guān)斷電流理論待機時長實際感受5μA約22.8年電池自放電才是主導(dǎo)芯片可以忽略20μA約5.7年仍然很安全適合長期倉儲產(chǎn)品50μA約2.3年勉強可以注意保護板本身的耗電200μA約208天半年不充電就明顯掉電500μA約83天三個月用戶會抱怨這個表里沒算鋰電保護板。常見的保護板自身耗電在2~5μA電池的自放電大約每月1%~2%。所以當(dāng)你的芯片關(guān)斷電流已經(jīng)壓到5μA以下再繼續(xù)摳芯片就沒意義了邊際收益全被保護板和電池自己吃掉。反過來如果你的系統(tǒng)關(guān)斷電流落在200μA這個量級那先別換芯片回頭查查是不是有LED指示燈、分壓電阻或者某個LDO的使能腳在偷電——我見過最多的一個案例關(guān)斷態(tài)總共跑了380μA最后查出來是一顆DC-DC的使能腳內(nèi)部上拉沒被拉低。3.3 外置MOS和上拉電阻是隱形的電老虎很多長按開關(guān)機芯片的輸出是開漏結(jié)構(gòu)需要外接上拉。上拉電阻取值一不小心就是幾個微安的長期開銷3.3V除以1MΩ是3.3μA除以100kΩ就是33μA。如果這顆電阻是常年掛在電源上的那前面摳出來的微安全還回去了。同樣的道理適用于外置的高邊PMOS。PMOS關(guān)斷時不是完全斷路IDSS通常在幾十納安到幾微安之間溫度一高還會長。選MOS的時候別只看Rds(on)漏電流這一欄要一起看。另外柵極驅(qū)動回路上串的電阻也會在開關(guān)瞬間產(chǎn)生損耗雖然不持續(xù)但對EMI有影響。我的習(xí)慣做法是優(yōu)先選推挽輸出、能直接驅(qū)動MOS柵極的芯片如果非要用開漏輸出把上拉電阻的取值算進整機靜態(tài)電流預(yù)算里并且確認這個上拉電壓在關(guān)機后會被徹底切斷。做不到徹底切斷的寧可換器件。4. 參數(shù)三長按時間、去抖和容差手感是設(shè)計出來的4.1 固定延時還是外置可調(diào)長按時間的設(shè)定方式主要有兩種。一種是芯片內(nèi)部固定比如標(biāo)稱2秒你改不了要改就換料號另一種是外接一顆電阻或者電阻電容來設(shè)定公式一般是 t K × RsetK是手冊給的系數(shù)。固定式的優(yōu)勢是BOM干凈、批次一致性好適合量產(chǎn)定型的產(chǎn)品?？烧{(diào)式的優(yōu)勢是靈活尤其項目前期手感還在調(diào)的時候改一顆電阻比換料號方便得多。但可調(diào)式有個坑設(shè)定的時間精度直接受外接電阻的精度和溫漂影響用1%精度的電阻是基本要求用5%的普通電阻會讓本來就不寬裕的容差雪上加霜。經(jīng)驗值分享消費類便攜產(chǎn)品1.5~2秒比較合適用戶按下去能感到有個確認過程但不至于煩躁兒童或者老人用的產(chǎn)品可以壓到0.8~1.2秒工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備做2.5~3秒防誤觸的價值遠大于那零點幾秒的等待。這些數(shù)字不是拍腦袋來的是拿樣機找非研發(fā)同事盲測出來的——讓不知道設(shè)計參數(shù)的人按十次問哪次覺得等太久比你自己坐著感受靠譜。4.2 時間容差和溫漂必須寫進規(guī)格內(nèi)部振蕩器做出來的長按時間精度并不高。常見的容差在±20%~±30%也就是標(biāo)稱2秒的芯片實際可能是1.4秒到2.6秒。再加上溫度漂移-40℃到85℃的區(qū)間里還能再偏10%~20%。如果你在規(guī)格書里只寫長按2秒關(guān)機量產(chǎn)了一定會被QA挑出來。我的處理方式是把規(guī)格寫成區(qū)間長按1.5秒至2.5秒內(nèi)關(guān)機并且在設(shè)計驗證階段就按最壞情況驗證兩頭。實測方法也不復(fù)雜示波器一個通道接按鍵信號一個通道接輸出使能抓兩者之間的時間差。至少測10顆樣品每顆重復(fù)20次記錄最小值和最大值。這組數(shù)據(jù)比手冊上的典型值有用得多因為手冊給的是常溫典型值你要的是全溫區(qū)全批次的最壞值。低溫那一頭尤其要留意。我做過一個戶外產(chǎn)品常溫下長按1.8秒關(guān)機到-20℃變成2.7秒用戶反饋冬天要使勁按住。原因就是內(nèi)部振蕩器的溫漂。后來換成外置電阻設(shè)定的方案把電阻換成低溫漂的金屬膜問題才收住。4.3 短按、連擊、誤觸的處理邏輯去抖這件事芯片內(nèi)部一般做了但做得夠不夠要看你的按鍵質(zhì)量。機械按鍵的抖動時間在1~10ms之間薄膜按鍵可能更長。如果芯片內(nèi)部去抖只有幾百微秒廉價按鍵就會誤觸發(fā)。這種情況下在按鍵腳并一顆電容到地配一顆串阻形成RC低通10kΩ配1μF是10ms47kΩ配1μF是47ms。電容別貪大超過100nF就要考慮關(guān)機時的放電時間否則會出現(xiàn)關(guān)機后立刻再按沒反應(yīng)的現(xiàn)象。還有幾個邏輯細節(jié)要在選型時就確認清楚短按會不會直接開機有些芯片設(shè)計成短按也開機長按才關(guān)機這在耳機倉里很常見有些要求長短按分開那就要看芯片支持不支持。長按期間松手會怎樣計時是復(fù)位重來還是允許短暫松手繼續(xù)計時后者體驗更好但對按鍵質(zhì)量要求高。關(guān)機過程中再按會怎樣是忽略、是重啟計時、還是直接取消關(guān)機這個行為差異很大一定要實測確認。連擊會不會觸發(fā)復(fù)位部分帶復(fù)位功能的芯片短按兩次會輸出復(fù)位信號如果你的系統(tǒng)不需要這個功能可能會被誤觸發(fā)。防誤觸還有一個硬件層面的做法把按鍵信號和另一個條件做與邏輯比如必須同時檢測到插入檢測信號或者必須同時檢測到某個電平。這樣裝包里被壓到也不會開機代價是按鍵判斷電路復(fù)雜一點。5. 參數(shù)四輸出結(jié)構(gòu)與驅(qū)動能力能不能直接推動你的目標(biāo)負載5.1 推挽、開漏、極性三個維度先分清輸出結(jié)構(gòu)這件事說復(fù)雜也復(fù)雜說簡單就三個問題能不能主動拉高、能不能主動拉低、有效電平是高還是低。推挽輸出內(nèi)部有上下管能拉高也能拉低驅(qū)動能力強不需要外接上拉靜態(tài)功耗友好。缺點是如果外部電路有電壓倒灌可能會有電流從輸出腳流進去。開漏輸出只能拉低高電平要靠外部上拉。好處是可以和不同電壓域配合壞處是上拉電阻的靜態(tài)功耗和上升沿速度。極性問題高有效輸出用在驅(qū)動PMOS柵極時需要一個反相級低有效輸出可以直接拉PMOS柵極。如果你選的芯片極性和目標(biāo)開關(guān)不匹配就得多加一個三極管整個鏈路的時序和漏電都要重新算。還有一個容易被忽略的狀態(tài)上電默認狀態(tài)。芯片剛上電、按鍵還沒被按的時候輸出必須是關(guān)斷狀態(tài)而且要保持到第一次有效長按為止。如果芯片上電瞬間輸出有個毛刺負載會被閃一下MCU可能被拉起來又掉下去。這個毛刺在示波器上用單次觸發(fā)抓上電沿就能看到選型階段一定要驗證。5.2 驅(qū)動電流夠不夠用柵極電荷算一遍驅(qū)動能力不能只看能輸出多少毫安要結(jié)合你要驅(qū)動的MOS來算。計算依據(jù)是柵極電荷Qg和你想達到的開關(guān)時間所需驅(qū)動電流 I Qg / t舉個具體例子選了一顆PMOS做高邊主開關(guān)手冊標(biāo)Qg 12nCVgs -4.5V條件下你希望MOS在2μs內(nèi)完全開通那么需要的平均驅(qū)動電流是 12nC / 2μs 6mA。如果你的長按開關(guān)機芯片輸出只能給2mA那開通時間會變成6μsMOS在米勒平臺區(qū)域停留的時間拉長線性區(qū)損耗上升大電流負載下MOS會明顯發(fā)熱。反過來說驅(qū)動電流也不是越大越好。斜率太陡會帶來EMI問題尤其是輸出線比較長的時候。所以很多時候會在柵極串一顆幾十歐姆的電阻來壓斜率這顆電阻和Qg一起決定了實際開通時間。選型階段把Qg、目標(biāo)開通時間、芯片輸出電流這三個數(shù)湊一遍比事后在板子上試錯省事得多。5.3 和DC-DC使能腳、LDO使能腳的配合現(xiàn)在很多設(shè)計不是用MOS切總電而是用長按開關(guān)機芯片去控DC-DC或者LDO的使能腳讓電源芯片自己進入關(guān)斷。這種做法省一顆MOS但要確認幾件事第一電源芯片使能腳的輸入閾值和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。有些使能腳內(nèi)部有100kΩ的下拉你的芯片輸出如果是開漏加上拉實際分壓后的電平可能達不到閾值。第二使能腳在低電平時電源芯片的輸入電流是不是真的降到了納安級。有些DC-DC關(guān)斷后輸入電流還有幾微安這個要算進總預(yù)算。第三上電時序。使能腳拉高之后輸出電壓建立需要時間這段時間里長按開關(guān)機芯片必須保持輸出有效不能因為按鍵松手就撤回。我一般會把這個鏈路當(dāng)成一個小系統(tǒng)來看按鍵 → 長按芯片 → 使能腳 → 電源芯片 → MCU上電 → MCU拉高HOLD腳接管。這條鏈上任何一環(huán)的時序沒對上表現(xiàn)都是開機失敗或者開機后隨機掉電。抓一次完整的上電時序波形比讀十頁手冊管用。6. 參數(shù)五關(guān)斷邏輯與安全功能決定產(chǎn)品會不會翻車6.1 松手不掉電自鎖到底靠什么這是新手最容易翻車的地方。長按開機聽起來是按下去才有電但實際上按下去只是給系統(tǒng)上電真正讓系統(tǒng)記住已經(jīng)開機的是另一條路徑。典型流程是這樣的按鍵按下 → 芯片驅(qū)動主開關(guān)導(dǎo)通 → 系統(tǒng)得電 → MCU啟動 → MCU在幾十毫秒內(nèi)把自己的一個IO拉高接到芯片的HOLD或者保持腳 → 芯片檢測到保持信號從此不再依賴按鍵 → 用戶松手系統(tǒng)繼續(xù)運行。問題就出在MCU在幾十毫秒內(nèi)拉高IO這一步。如果MCU的啟動時間比芯片的保持等待時間長MCU還沒來得及接管芯片就認為用戶松手了直接關(guān)機。表現(xiàn)是按下去系統(tǒng)亮一下、松手就滅反復(fù)按只閃。這種故障我遇到過兩次一次是MCU的復(fù)位延時被外部電容拉長了一次是電源上升太慢導(dǎo)致MCU啟動滯后。解決思路有兩條一是選保持等待時間足夠長的芯片或者外接電容把這個時間調(diào)長二是加快MCU上電減小復(fù)位電容、關(guān)掉不必要的啟動自檢。兩條一起做最穩(wěn)。另外要確認芯片的HOLD腳是否內(nèi)部有上拉——如果有上拉MCU的IO在初始化前是浮空狀態(tài)可能被誤判為保持有效出現(xiàn)松手不掉電但也沒法關(guān)機的怪現(xiàn)象。6.2 復(fù)位輸出、看門狗和低壓鎖定帶復(fù)位輸出的芯片好處是在電源還沒穩(wěn)定的時候給MCU一個明確的復(fù)位信號避免MCU在低電壓下亂跑。選型時看兩個參數(shù)復(fù)位信號的復(fù)位延時一般100ms到300ms和復(fù)位閾值電壓。延時太短電源還沒穩(wěn)就放開復(fù)位閾值不對電池低壓時MCU可能在沒有復(fù)位保護的情況下工作?？撮T狗功能用在可靠性要求高的設(shè)備上。MCU正常工作時周期性喂狗一旦程序跑飛不再喂狗芯片就輸出復(fù)位或者干脆執(zhí)行關(guān)機。這個功能很好用但要確認喂狗周期。周期太短MCU在忙別的任務(wù)時會來不及喂周期太長跑飛了也要很久才恢復(fù)。我一般會選帶使能腳的看門狗用軟件在關(guān)鍵任務(wù)期間臨時關(guān)掉避免誤復(fù)位。低壓鎖定UVLO是另一層保護。電池電壓掉到臨界值以下時芯片主動執(zhí)行關(guān)機并鎖存防止電池被過放到保護板切斷。對于沒有保護板的一次性電池產(chǎn)品這一條幾乎是必須的。6.3 關(guān)機時序和儲能電容怎么算用戶長按關(guān)機之后系統(tǒng)不能立刻斷電得給MCU時間保存數(shù)據(jù)、關(guān)閉外設(shè)、寫Flash。這段續(xù)命時間靠的是電源上并聯(lián)的儲能電容。電容容量的估算公式是C I × t / ΔV其中I是關(guān)機期間系統(tǒng)的平均電流t是需要維持的時間ΔV是允許的電壓跌落。舉例關(guān)機時需要20mA維持50ms允許電壓從3.3V跌到2.8V即ΔV 0.5V那么 C 0.02A × 0.05s / 0.5V 0.002F 2000μF。這個容量不小實際設(shè)計里會配合先關(guān)外設(shè)再關(guān)主電的軟件時序把I壓下來電容就能小一個量級。儲能電容選型要注意兩點一是漏電流鉭電容和電解電容的漏電不小長期掛在電源上會變成新的耗電點二是上電時的充電浪涌2000μF的電容上電瞬間幾乎是短路可能觸發(fā)限流或者讓電池保護板跳閘。所以大電容前面通常串一顆限流電阻或者用軟啟動電路。7. 選型速查表與上電實測流程7.1 五個參數(shù)的一頁速查表把前面講的收成一張表實際選型時按這個順序過一遍能快速淘汰不合適的型號。參數(shù)關(guān)鍵看點電池產(chǎn)品建議值工業(yè)產(chǎn)品建議值供電電壓最低工作電壓、絕對最大額定值最低≤2.5V額定值為上限1.5倍最低按電源下限留0.3V高壓需前置降壓靜態(tài)/關(guān)斷電流Iq與Isd分開看測試條件Isd≤1μA整機≤10μA可放寬到幾十微安長按時間設(shè)定方式、容差、溫漂1.5~2s容差寫區(qū)間2.5~3s需低溫實測輸出結(jié)構(gòu)推挽/開漏、極性、默認狀態(tài)優(yōu)先推挽上電默認關(guān)斷推挽優(yōu)先需驅(qū)動能力核算關(guān)斷邏輯自鎖保持時間、復(fù)位、UVLO自鎖≥100ms需UVLO需復(fù)位看門狗7.2 拿到樣片后的三步實測選型不能只靠手冊拿到樣片一定要做這三步第一步測電流。分兩個狀態(tài)測按鍵保持按下、系統(tǒng)開機狀態(tài)下的Iq以及關(guān)機鎖存后的Isd。測Isd時把板子靜置五分鐘再讀數(shù)因為有些電容的漏電需要時間穩(wěn)定。用源表或者高精度μA表別用普通萬用表。第二步測時間。示波器雙通道一路接按鍵一路接輸出或電源電壓。測長按觸發(fā)到輸出翻轉(zhuǎn)的時間。至少10顆樣品每顆20次記錄最小最大值。有條件的話放進溫箱在-20℃、25℃、60℃各測一輪。第三步測時序和漏電。單次觸發(fā)抓上電沿確認輸出沒有毛刺抓關(guān)機沿確認續(xù)命時間和電壓跌落符合預(yù)期關(guān)機后把系統(tǒng)放在高溫環(huán)境下測整機漏電看有沒有隨溫度升高而變大。7.3 常見故障排查表現(xiàn)象可能原因排查方向按下有電松手就滅保持等待時間短于MCU啟動時間延長保持時間或加快MCU啟動松手不掉電但無法關(guān)機HOLD腳被誤判為有效檢查HOLD腳上拉與MCU IO初始狀態(tài)電池幾個月就耗盡關(guān)斷漏電大分路斷開測各路電流查LDO使能腳、LED、分壓冬天長按要按更久內(nèi)部振蕩器溫漂換外置低溫漂電阻設(shè)定方案裝包里自動開機按鍵被壓到誤觸發(fā)增加組合條件或加大長按時間上電瞬間負載閃一下輸出有上電毛刺查默認狀態(tài)必要時加RC延時關(guān)機后再按無反應(yīng)儲能電容放電慢減小按鍵腳電容或加放電通路8. 我自己踩過的幾個坑8.1 坑一按下去能開機松手就掉電這個坑前面提過但值得單獨說因為它太典型了。當(dāng)時用的是某款固定保持時間的芯片標(biāo)稱保持窗口80ms而那顆MCU的復(fù)位電路用了1μF的復(fù)位電容啟動時間接近120ms。差這40ms結(jié)果就是一松手系統(tǒng)就滅。換了復(fù)位電容改成100nF問題解決。教訓(xùn)是保持窗口要按最壞情況算MCU的啟動時間在低溫下會變長手冊上的典型值不可靠一定要留一倍余量。8.2 坑二電池放三個月就沒電了整機測出來的關(guān)斷電流是420μA比預(yù)期高了兩個數(shù)量級。分路排查之后發(fā)現(xiàn)三處一是DC-DC的使能腳在關(guān)斷狀態(tài)下有內(nèi)部上拉沒有被拉到底持續(xù)消耗約200μA二是一顆指示LED的限流電阻接在常電上雖然是高阻態(tài)但IO漏電流加上電阻分壓還是有幾十微安三是按鍵腳外接的上拉電阻1MΩ長期掛著3.3μA。三處加起來差不多。改法是把DC-DC使能腳加一級下拉管LED改成只在開機狀態(tài)可控上拉電阻改到10MΩ并在關(guān)機后斷開。最終降到8μA。這件事之后我養(yǎng)成了一個習(xí)慣關(guān)機漏電必須按支路測不要只看總數(shù)。8.3 坑三冬天長按要按三秒才關(guān)機前面講過這個案例補一個數(shù)據(jù)常溫1.8秒-20℃實測2.7秒-30℃超過3秒。用戶投訴之后換成外置電阻設(shè)定的方案電阻用的是25ppm/℃的薄膜電阻同一溫度點做到2.0秒全溫區(qū)波動控制在±8%以內(nèi)。代價是BOM多一顆電阻還有一點布板面積。這筆賬我覺得很劃算——售后返修的物流和處理成本遠超一顆精密電阻的價格。最后分享一個小的判斷技巧如果一顆長按開關(guān)機芯片的手冊里關(guān)斷電流只給了典型值沒給最大值長按時間只給了典型值沒給范圍那基本可以判斷這顆料在量產(chǎn)一致性上不會太讓人省心。參數(shù)給得越細的廠商往往是踩過的坑越多反過來也更值得先用樣片試一輪。