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上市公司的工程師,水平怎么樣?看看這個案例

發(fā)布人:xiaomaidashu 時間:2023-06-21 來源:工程師 發(fā)布文章
大家好,我是麥叔。

今天分享文章的最終目的是和大家一起交流心得,共同提高技術(shù)水平,本文并無針對特定人和特定人群意思。

去年初,我們公司為國內(nèi)一家上市公司客戶代加工電路板,電路方案都是這家公司的工程師設(shè)計好的,雖然是代工,按照慣例,拿到資料后我習慣性的還是要看下,本人喜歡研究欣賞其他人的電路設(shè)計方案,這也是個學習的機會,可以取長補短。

這個客戶設(shè)計的電路方案,其中有個負載模塊是4V供電,這個模塊的電流需求正常在0.5A左右,但有時電流峰值需求可能達到1.5A。

這個方案用的單片機系統(tǒng)是5V供電的,這個負載模塊對電源的紋波要求比較高,客戶用了一個射極跟隨器做穩(wěn)壓器,將系統(tǒng)的5V降低為4V給這個負載模塊供電,這部分電路如下圖:

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乍一看以上電路沒什么問題,三極管基極被穩(wěn)壓管ZD1鉗位為4.7V,三極管****極跟隨基極電壓為4.7-0.7=4V.仔細一看,又覺得哪有問題,經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn),Q1的基極電流最大只有(5-4.7)/82=3.6mA.查看了三極管PXT8050的datasheet,雖然PXT8050的最大集電極電流能達到1.5A

但根據(jù)放大倍數(shù)Hfe和Ic關(guān)系的曲線圖,當Ic電流為1.5A時,三極管的放大倍數(shù)約為50左右(如下圖),Ic在1A以上時,放大倍數(shù)是隨著溫度升高而減小的。而且實際三極管工作溫度肯定會超過理想的25℃。


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我們來算下,當負載模塊電流需要電源提供1.5A的電流時,即使不考慮三極管的實際溫升,此時需要的三極管基極電流為1.5/50=30mA。計算結(jié)果已經(jīng)遠遠大于電路實際能提供的電流,根據(jù)最開始的計算,電路實際能提供的基極電流為3.6mA,而且這還是沒有考慮穩(wěn)壓管消耗的電流的情況下。

考慮到溫升,實際情況會更糟,也就是當后級模塊需要1.5A電流時,電源根本提供不了這么大的電流,我將這個問題反饋給客戶方的工程師,建議將R1改為10歐,同時將Q1更換為電流和放大倍數(shù)更大的三極管D882S.選用放大倍數(shù)區(qū)間為200-400倍的管子。

當D882S的Ic電流為3A時,放大倍數(shù)還能達到200左右。如下圖:

選GR檔


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3A時對應(yīng)的放大倍數(shù)200

但接下來對方工程師的回答讓我很詫異,對方工程師說,R1不能減小,減小電阻后基極電流就超過1mA了,基極電流不能超過1mA。

我懵圈了,我回答說為什么不能超過1mA?對方回答,他們一直是這么規(guī)定的?而且目前的電路經(jīng)過樣機測試沒有問題,不需要更改。

我沒有繼續(xù)跟他爭辯了,只是說你們內(nèi)部需不需要再評估下?幾臺樣機測試正常并不能代表真實的客戶使用環(huán)境下機器不會出問題。

和客戶反饋后這個問題后,我特意查了下三極管的手冊,發(fā)現(xiàn)一般的小電流三極管確實沒有標明最大基極電流這個參數(shù),而只有一些大功率的三極管才會標明最大基極電流,如下圖:


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那電路設(shè)計中我們怎么來設(shè)定最大基極電流這個參數(shù)呢?一般來說是將三極管最大集電極電流除以最小放大倍數(shù)得到最大的基極電流,或者一般工程應(yīng)用上最大基極電流通常取最大集電極電流的十分之一,不超過這個值,也是比較安全且留有余量的。

這事就此作罷,后續(xù)沒有消息,年中這個產(chǎn)品上市后,幾個月后就陸續(xù)有市場退貨,市場反饋機器有重啟復(fù)位掉線等現(xiàn)象,我司配合客戶處理問題,經(jīng)檢測故障機器,分析故障是由上述負載模塊供電不足導(dǎo)致。

最終這個客戶的這批產(chǎn)品全部召回返工,因后續(xù)返工的電路板,客戶沒有再找我司代工,從側(cè)面打聽,整改方案是減小R1阻值,三極管換成電流和放大倍數(shù)更大的管子,具體型號未知。

我們再回頭談?wù)勥@個方案,這個電路方案適用于后級負載對電壓精度要求不高的場合,或者后級負載是小電流的場合,因為三極管的Vbe會隨著集電極電流變換而變化的,也就是三極管的Vbe并不是穩(wěn)定的0.7V(如下圖).好在這里的負載模塊供電電壓需求為3.8-4.2V之間,所以問題不大。


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隨著Ic增大,Vbe也在增大

綜合以上,在不大改動的前提下,該方案的整改方向為,減小R1的阻值,減小的同時要考慮穩(wěn)壓管的功耗,更換功率、放大倍數(shù)更大的管子。

電源輸出的地方可以再增加1個470uF的電容,保證峰值電流到來時,電源的穩(wěn)定性。

最后重申

上市公司的大佬們不要噴我,上面提到的那位工程師也許僅僅是某些知識點稍薄弱,也許其它方面的專業(yè)知識很厲害,畢竟我交流過的上市公司的工程師,絕大部分還是很牛的。

寫這篇文章目的最重要是分享交流經(jīng)驗,讓我們大家共同進步,爭取早日邁進上市公司的大門,又或者是世界500強的大門。

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