2018-11-20
为使老4000控制器的AD芯片不受采样电压过高的影响，在AD芯片的电流采样引脚AN3（以下简称AN3）增加保护作用的稳压管。因为电路板和器件都已在公司备好，所以，准备去掉

AN3与GND之间 0.1uF的电容C35（以下简称C0.1） 更换为4.7V稳压管。

（请问景老师，该电容去掉之后，对原系统功能是否有影响？）

因为此事关系到300多块产品的后期质量，事关重大，因此，我把详细的考虑流程向景老师汇报如下：

1.关于选择的稳压管的具体型号

因为在BTS640S2的Sense current output引脚（以下简称IS）与AD芯片的电流采集引脚AN3（以下简称AN3）之间有100K的电阻R59（以下简称R100K）。假设IS引脚电压为4.8V时，稳压管就可正常工作，那么，此时稳压管的工作电流为：（4.8-4.7）/100K=1μA，因此应该选择微安级的稳压管，并且，电路板已经制作完成，因此应选择和被替换电容封装相同或近似的器件。最终选择DDZ9688, SOD-123封装（可以焊接在电路板的1206封装上）,工作电压（4.47~4.94V），Junction  Temperature Range ?65 ~ +150 ℃，5μA即可正常工作（通过VI 特性曲线观察）。               

2.增加稳压管后是否能起到保护作用？

4.47~4.94V不超过AD芯片的安全范围，实现了对AD芯片的保护。

3.增加稳压管后对短路保护的影响

增加稳压管后，AN3引脚的电压很有可能，永远不会大于4.47V。如果只有V(AN3)达4.6V时，单片机才认为负载短路，那么，短路功能就有可能失效。因此，有必要通过实验测量短路保护时的V（AN3）。测量方法如下：

HIGH_AFB_CRITICAL设置为800。切断BTS640S2的Sense current output引脚（以下简称IS）与AN3的连接，用可调电源给AN3供电 ，经测量发现，当给AN3施加的电压大约为4V时，上位机显示actuator_fdbk_sense为800。因此，AN3只要达到4V左右即可实现短路保护功能。

所以，添加稳压管后，不会影响原来的短路保护功能。

4.增加稳压管后对电流测量的影响

增加稳压管后，实际的稳压管在工作电压之下漏电流不为零。根据DDZ9688手册可知，当反向电压为3V时，漏电流为5μA，此时电阻R100K上的压降为：5μA*100K=0.5V。当IS引脚电压为3.5V时，不接稳压管的话V（AN3）=3.5V，actuator_fdbk_sense为700。使用稳压管后V（AN3）=3.0V，actuator_fdbk_sense为600。

所以，增加稳压管后会是的测量电流值偏小。

5.对HIGH_AFB_CRITICAL参数进行设置

更改之前的产品在IS电压为4V时，短路保护起作用。根据手册说明：For most applications, the default value for the hard limit will suffice to protect the controller. If desired, HIGH_AFB_CRITICAL may be decreased. Increasing this parameter may jeopardize the control module and is not recommended.

当电流过大超过10A时，可能会对BTS640S2产生影响，所以应该修改HIGH_AFB_CRITICAL，如不修改，BTS640S2的电流会超过10A。

所以应保证IS电压为4V时也应起作用。所以，应计算出当IS电压为4V时的V（AN3），以及对应的actuator_fdbk_sense。HIGH_AFB_CRITICAL应设置为此时的

actuator_fdbk_sense .

潜在问题

因为稳压管之间的差异性，可能导致得到不同的actuator_fdbk_sense值。

结论：

DDZ9688可以实现对AD的保护，但是影响电流测量，需要更改HIGH_AFB_CRITICAL参数来实现和原来一样的短路保护效果。

由于稳压管之间的差异性，不同稳压管对测量电流的影响也不相同，所以，可能需要对不同的控制器设置不同的HIGH_AFB_CRITICAL。当然，如果误差允许，也可将HIGH_AFB_CRITICAL设置为同一个值，这样更具有可操作性。

景老师如无异议，我准备采购 DDZ9688 、MMSZ4688T1G（和DDZ9688类似，厂家不同 ）和普通的4.7V稳压管样品进行试验。试验符合预期则进行下一步生产。

实验项目

1.IS为4V时稳压管两端的电压及此时的actuator_fdbk_sense

电路

4V电压不变，更换不同的稳压管

（经实际测量，actuator_fdbk_sense 800位800时，AN3电压约为3.918V）

加上稳压管DDZ9688后AN3电压为3.7V左右。

此时稳压管的电流约为（3.918-3.7V）/100K=2μA

符合理论值：Maximum Reverse Leakage Current  IR=5μA VR=3V .

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

DDZ9688 754 758 757 755 755 755 754 754 755 756

MMSZ4688T1G 740~760之间波动

普通稳压管 620左右

实验日期 2018年5月2日

感谢景老师在百忙之中抽出时间帮忙把关。我针对买来的稳压管样品进行了实验。

实验过程

1.Hard limit

切断老4000的BTS640S2的Sense current output引脚（以下简称IS）与100K电阻（以下简称）的连接，用可调电源给R100K供电 ，当电压大约为3.918V时，上位机显示actuator_fdbk_sense为800。将 0.1uF的电容更换为4.7V稳压管DDZ9688后，记录actuator_fdbk_sense的值。

用10个稳压管做了10组实验，发现actuator_fdbk_sense的值范围为：754~758 。

由此说明，增加稳压管后测量的参数值变小了，为了实现和原来一样的Hard limit功能，应将HIGH_AFB_CRITICAL的值改为754。

2.Soft limit

切断IS引脚R100K电阻的连接，用可调电源给R100K供电 ，当电压大约为2.457V时，上位机显示actuator_fdbk_sense为500。将 0.1uF的电容更换为4.7V稳压管DDZ9688后，记录actuator_fdbk_sense的值。

用10个稳压管做了10组实验，发现actuator_fdbk_sense的值为：500 。

经计算，此时的稳压管的漏电流约20nA，稳压管两端电压为2.456V，R100K上的压降约1mV，小于10位AD的精度4.9mV。因此，增加稳压管后对actuator_fdbk_sense参数无影响。

由此说明，为了实现和原来一样的Soft limit功能，HIGH_ACTFDBK_LMX仍然设为默认值500。

3.正常的电流检测：

actuator_fdbk_sense 小于500时，稳压管不影响电流的测量。

此时的稳压管的漏电流很小，经计算小于20nA，R100K上的压降小于1mV，小于10位AD的精度4.9mV。actuator_fdbk_sense参数无影响。

4.同类型稳压管实验：

用同类型的稳压管MMSZ4688T1G做了同样的实验，但是该器件的一致性不如DDZ9688。

用普通稳压管也做了同样实验，但是漏电流太大，actuator_fdbk_sense为800时，加上稳压管后可使actuator_fdbk_sense将为610左右，故最终选择DDZ9688。

最终结论：

增加稳压管DDZ9688，并且只需将HIGH_AFB_CRITICAL更改为754，可实现和未加稳压管之前一样的功能。

疑问

去掉0.1μF的电容对AD采样究竟有什么影响？

再次感谢景老师的耐心指点，祝景老师身体健康。

后续工作

问刘工还有那些需要做的工作

怎么从理论上说明，可以去掉0.1μF的电容。

1.采购器件

2.更改生产工艺

已经更改焊接工艺，还需更改其他焊接时需要的材料。

3.更改发货清单，不应含电容C35

4.更改原理图，更改PCB，更改bom单

5.重新归档