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回复: 38

SI2301电源切换电路问题,不得其解,是不是MOS管质量问题

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出0入0汤圆

发表于 2022-5-16 14:00:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
麻烦论坛里的大佬给看一下电路,百思不得其解,参考了网络上的电路,实现3.3V和纽扣电池电压切换,电路如下:

这个电路在测试过程中发现,不断插拔USB供电转3.3V输入 SI2301,发现SI2301的D极电压不断上升,最终到了3V左右,理论上不应该导通有电压,这个是Mos管质量问题吗?还是电路问题,麻烦有没有大佬给指导一下。

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出0入0汤圆

发表于 2022-5-16 14:13:59 | 显示全部楼层
3.3撤去后,VDD通过R29从S极到达D极,没错啊

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2022-5-16 14:40:37 | 显示全部楼层
Xujuango 发表于 2022-5-16 14:13
3.3撤去后,VDD通过R29从S极到达D极,没错啊
(引用自2楼)

电路测试结果很奇怪,+3v3端接的是1117 3.3V输出,电脑USB供电,每次插拔,D极电压上升一次,换成新的2301,电压也是在插拔过程中不断增高,最后达到接近3V,而且不可恢复,搞不明白啥原因。我在测试过程中,R29是断开的,没有把主电路接入。不知道会不会对电路测试有影响。

出0入16汤圆

发表于 2022-5-16 16:01:24 | 显示全部楼层
ttfox 发表于 2022-5-16 14:40
电路测试结果很奇怪,+3v3端接的是1117 3.3V输出,电脑USB供电,每次插拔,D极电压上升一次,换成新的230 ...
(引用自3楼)

R29断开,没有放电回路,电荷积聚在电容上,只能通过电压表放电了

出5入0汤圆

发表于 2022-5-16 16:07:12 来自手机 | 显示全部楼层
D不是接着电池吗?没有看明白,参考这个:
https://mp.weixin.qq.com/s/5omHtAxx_1TXSqden7p2fw

出200入2365汤圆

发表于 2022-5-16 16:11:38 | 显示全部楼层
没毛病啊:① 3V3 撤去,R30 迅速把 G 极拉低;② D4 作用使得 C30 电放不掉,给 S 极一个正电压;③ PMOS 导通,C30 往 VBAT 放电.....

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2022-5-16 16:29:06 | 显示全部楼层
初音之恋 发表于 2022-5-16 16:01
R29断开,没有放电回路,电荷积聚在电容上,只能通过电压表放电了
(引用自4楼)

D极电压上升到3V以后,不再恢复,是不是MOS管坏了。如果换成新的MOS管,电压正常,再继续反复插接上电,又出现这个问题。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2022-5-16 16:34:30 | 显示全部楼层
t3486784401 发表于 2022-5-16 16:11
没毛病啊:① 3V3 撤去,R30 迅速把 G 极拉低;② D4 作用使得 C30 电放不掉,给 S 极一个正电压;③ PMOS  ...
(引用自6楼)

我希望实现的效果是3V3上电后,D极电压为0,但实际上在反复插接过程中,刚换上新的MOS管时,D极电压接近0,我多上电几次后发现,D极电压逐渐上升,而且不可恢复。最终达到3V,如果出现这种情况就实现不了所谓的电源切换了,最后的结果就是对纽扣电池反向充电了。搞不懂为啥会这样。网上关于这个电路的解释也是言之凿凿,所以才借鉴的。没想到出这个问题。

出0入0汤圆

发表于 2022-5-16 16:39:16 | 显示全部楼层
既然楼上回复的都是电路没毛病,楼主用不用检查一下 D, S 两个引脚是否接对了,以及用的元件是否是 SI2301?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2022-5-16 21:50:00 | 显示全部楼层
wudicgi 发表于 2022-5-16 16:39
既然楼上回复的都是电路没毛病,楼主用不用检查一下 D, S 两个引脚是否接对了,以及用的元件是否是 SI2301? ...
(引用自9楼)

仔细核对了,不是你说的这两个问题。用的是嘉立创的库,引脚也是对的。

出200入2365汤圆

发表于 2022-5-16 23:51:19 | 显示全部楼层
ttfox 发表于 2022-5-16 16:34
我希望实现的效果是3V3上电后,D极电压为0,但实际上在反复插接过程中,刚换上新的MOS管时,D极电压接近0 ...
(引用自8楼)

D 级有电压,并不代表着一定有恒定电流,后者才是涓流充电的根本。
电压是电容瞬间充过来的,但电流就难说了。

建议在 D-GND 之间接电流表,看多次插拔后是否会有恒定的电流,再考虑充电问题。

出10入120汤圆

发表于 2022-5-17 07:34:19 来自手机 | 显示全部楼层
感觉确实没有问题,电压表内阻那么大,D有电压不代表什么问题,对地电流应该是接近于零,不存在充电的问题。

出280入75汤圆

发表于 2022-5-17 08:19:43 | 显示全部楼层
楼主在 VBAT 对地挂一粒 10M 电阻就知道了,

因为 MOS 的 DS 之间也有电容,

VBAT (D)悬空的时候会在不停拔插的过程中积累电荷。

出0入0汤圆

发表于 2022-5-17 15:22:02 | 显示全部楼层
解释的很到位

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2022-5-17 21:37:37 | 显示全部楼层
chunjiu 发表于 2022-5-17 08:19
楼主在 VBAT 对地挂一粒 10M 电阻就知道了,

因为 MOS 的 DS 之间也有电容,
(引用自13楼)

我测试一下。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2022-5-17 21:47:42 | 显示全部楼层
t3486784401 发表于 2022-5-16 16:11
没毛病啊:① 3V3 撤去,R30 迅速把 G 极拉低;② D4 作用使得 C30 电放不掉,给 S 极一个正电压;③ PMOS  ...
(引用自6楼)

如果没有在VBAT插入电池,那么这个电荷就放不出去,导致D极积累电荷,电压升高,就出现了我发现D极电压升高的问题,这样理解对吗?我这边插入电池后,理论上应改可以把电荷释放掉吧?今天比较悲剧的是,拿这个电路测试烧了三块MCU。这个电路是否需要修改呢?在D极再下拉一个1M电阻可以吗?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2022-5-17 21:48:55 | 显示全部楼层
初音之恋 发表于 2022-5-16 16:01
R29断开,没有放电回路,电荷积聚在电容上,只能通过电压表放电了
(引用自4楼)

理论上通过电压表放电后,是不是可以恢复的?但是我测试发现D极电压并没有恢复,反复插拔,电压不断上升。

出100入641汤圆

发表于 2022-5-17 21:49:53 来自手机 | 显示全部楼层
电路设计有问题,这个根本起不到隔离作用

出100入641汤圆

发表于 2022-5-17 21:51:14 来自手机 | 显示全部楼层
这种电流直接用两个肖特基二极管就搞定了,稳定可靠

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2022-5-17 21:56:19 | 显示全部楼层
WUWEWU 发表于 2022-5-17 21:49
电路设计有问题,这个根本起不到隔离作用
(引用自18楼)

这个电路在各个论坛被讨论的最多,但实际测试结果如何没见到,我这踩坑了。已经烧了3块MCU了,150大洋没了。这个电路的问题是啥?能详细解释一下吗?我之前使用的是两个二极管隔离,效果可以,就是压降有点大,我是希望实现锂电池+USB供电切换电路。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2022-5-17 21:58:09 | 显示全部楼层
WUWEWU 发表于 2022-5-17 21:51
这种电流直接用两个肖特基二极管就搞定了,稳定可靠
(引用自19楼)

主要还是想实现在插入USB时,强制由USB供电,而不是锂电池供电,否则不搞这个事情了。。

出50入0汤圆

发表于 2022-5-17 22:33:11 来自手机 | 显示全部楼层
WUWEWU 发表于 2022-5-17 21:51
这种电流直接用两个肖特基二极管就搞定了,稳定可靠
(引用自19楼)

光两个二极管的话,锂电池正常电压始终高于3.3的

出280入75汤圆

发表于 2022-5-18 07:34:50 | 显示全部楼层
ttfox 发表于 2022-5-17 21:56
这个电路在各个论坛被讨论的最多,但实际测试结果如何没见到,我这踩坑了。已经烧了3块MCU了,150大洋没 ...
(引用自20楼)

MCU 的 VBAT 需求电流极小,在接到 MCU 引脚之前,串个 1K 电阻和对地并一粒 1000p 电容应该足够抵消拔插引起的电压波动串扰。

出0入0汤圆

发表于 2022-5-18 08:09:04 来自手机 | 显示全部楼层
ttfox 发表于 2022-5-16 16:34
我希望实现的效果是3V3上电后,D极电压为0,但实际上在反复插接过程中,刚换上新的MOS管时,D极电压接近0 ...
(引用自8楼)

用2个2301就可以解决问题,我就是这么用的,效果非常好,3.3V输入时,断开锂电池测试VBAT端不会有电压。

楼主位的电路当3.3V输入时,VBAT会有电压输出,可能会给电池充电。我们的电路是电池/外接电源同时接入,优先使用外接电源供电,且不能给电池充电,外接电源断开后,电池到VDD端不能有明显压降(肖特基的0.2V压降也不接受)

出100入641汤圆

发表于 2022-5-18 08:34:25 来自手机 | 显示全部楼层
WUWEWU 发表于 2022-5-17 21:51
这种电流直接用两个肖特基二极管就搞定了,稳定可靠
(引用自19楼)

前面有一个类似的帖子我也说过了,热插拔的,在充电头接触瞬间会有几十伏到180V的高压电荷瞬间释放,要么击穿mos管,要么直接进入单片机供电回路,你输入端没有有效的TVS管等过压吸收原件不出问题才怪,还有标准的隔离管都是两个mos管反向串联,可参考笔记本供电接口的隔离电路

出100入641汤圆

发表于 2022-5-18 08:48:55 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 WUWEWU 于 2022-5-18 08:53 编辑

你这个电路mos管G极接3.3V,源极接外接电,mos管的源极只要大与5V就导通了,导通后输入没有放电回路,mos管内部有反向二极管,一直导通对外输出电池电压,电池电压到灌到外接输入端没有隔离作用,你不信拔掉输入电压用万用表量一下看,是不是一直有电池电压存在?

出10入120汤圆

发表于 2022-5-18 16:01:20 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 makesoft 于 2022-5-18 16:03 编辑

这个电路感觉像rtc供电,电池端应该是锂锰纽扣电池,这样的应用场景才适合这个电路。

ps  没理解错吧,3.3v是usb输入端,bat是备用电池端,vdd才是设备用电端。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2022-5-19 12:32:19 | 显示全部楼层
worldwide 发表于 2022-5-18 08:09
用2个2301就可以解决问题,我就是这么用的,效果非常好,3.3V输入时,断开锂电池测试VBAT端不会有电压。
...
(引用自24楼)

我这个电路也是希望实现此功能,能否提供在用的参考电路。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2022-5-19 12:33:09 | 显示全部楼层
makesoft 发表于 2022-5-18 16:01
这个电路感觉像rtc供电,电池端应该是锂锰纽扣电池,这样的应用场景才适合这个电路。

ps  没理解错吧,3.3 ...
(引用自27楼)

对的,3.3V是1117过来的。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2022-5-19 12:36:49 | 显示全部楼层
WUWEWU 发表于 2022-5-18 08:48
你这个电路mos管G极接3.3V,源极接外接电,mos管的源极只要大与5V就导通了,导通后输入没有放电回路,mos管 ...
(引用自26楼)

请教一下另外一个问题,如果stm32 MCU只接了晶振、外围电源的对地电容,boot引脚,这种情况下属于具有放电回路吗?我有一个电路板,没有加隔离,直接电源3.3V接上的,可热插拔,运行没有问题,但是再新焊接一个电路板就不行了。目前还没找到原因。

出100入641汤圆

发表于 2022-5-19 14:10:00 来自手机 | 显示全部楼层
ttfox 发表于 2022-5-19 12:36
请教一下另外一个问题,如果stm32 MCU只接了晶振、外围电源的对地电容,boot引脚,这种情况下属于具有放 ...
(引用自30楼)

带电插拔的都属于热插拔,供电接口最好经过稳压原件后再到单片机电源脚,中间有个缓冲不容易损坏单片机

出10入120汤圆

发表于 2022-5-21 14:40:55 | 显示全部楼层
楼主问题解决了吗?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2022-5-23 15:27:18 | 显示全部楼层
makesoft 发表于 2022-5-21 14:40
楼主问题解决了吗?
(引用自32楼)

没解决,找技术支持给看了。准备放弃这段电路。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2022-5-24 15:22:18 | 显示全部楼层
之前遇到MCU总是短路的问题,今天终于把MCU短路问题解决了。使用了某宝购买电烙铁赠送的焊锡膏,还有香味,但是用起来容易虚焊,可能也是我焊接方法不对。另外,这几天发现多个电容被短路,怀疑高温焊接时导致电容损坏,最后导致电路发生短路。解决掉MCU短路问题后,再次测试了以上电路,没有出现之前的情况。
1、当+3v3接进来时,D极电压为0,说明在接入纽扣电池时,不会对纽扣电池反向充电,这个没问题;
2、当VBAT接入纽扣电池,断开3V3时,发现D到S有压降,大概0.2~0.3V左右,而且测量时纽扣电池电压和S极电压反复跳动,说明纽扣电池虽然作为直流电源,电压并不稳定,如果MCU处于不同的工作状态,纽扣电池会因为负载电流的大小不同而跳动。
     另外发现,只接VBAT的情况下,G极有电压,CSDN上关于此电路解释说G极被R30拉低并不准确,还有1.5V左右的压降,这个压降有可能也会导致低功耗情况下的电流损耗。
总结:这个电路满足不了我对纽扣电池供电时0压降的要求以及低功耗的要求。

出0入0汤圆

发表于 2022-5-24 17:55:52 | 显示全部楼层
用两颗啊

出125入85汤圆

发表于 2022-5-28 10:17:48 | 显示全部楼层
ttfox 发表于 2022-5-24 15:22
之前遇到MCU总是短路的问题,今天终于把MCU短路问题解决了。使用了某宝购买电烙铁赠送的焊锡膏,还有香味, ...
(引用自34楼)

电池输出用两个pmos背靠背输出,应该可以。

出10入120汤圆

发表于 2022-5-28 11:16:22 来自手机 | 显示全部楼层
其实电路分析应该没有问题,每个电路都是有应用场景的,抽时间蹭嘉立创油做块板试试,感觉要是有问题应该发生在外电跌落过程中,mos没有彻底导通前,电池通过寄生二极管给负载供电形成的一个暂短的0.6v压降。

出0入0汤圆

发表于 2022-5-28 11:26:21 来自手机 | 显示全部楼层
ttfox 发表于 2022-5-24 15:22
之前遇到MCU总是短路的问题,今天终于把MCU短路问题解决了。使用了某宝购买电烙铁赠送的焊锡膏,还有香味, ...
(引用自34楼)

用2个mos可以解决电池0压降的要求的

出0入0汤圆

发表于 2022-5-29 23:57:26 来自手机 | 显示全部楼层
ttfox 发表于 2022-5-16 16:34
我希望实现的效果是3V3上电后,D极电压为0,但实际上在反复插接过程中,刚换上新的MOS管时,D极电压接近0 ...
(引用自8楼)

D上有3V电压产生的原因就是6楼解释的这样的。
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