幾天前，一個(gè)朋友碰到了一個(gè)棘手的技術(shù)問(wèn)題，找到了我。

朋友應(yīng)其客戶(hù)要求找人設(shè)計(jì)了一款用于控制顯示屏上下位置的裝置，功能比較簡(jiǎn)單：

根據(jù)按鍵操作或者是藍(lán)牙命令調(diào)節(jié)電腦顯示屏的上下位置；

這樣做好了，客戶(hù)不遠(yuǎn)萬(wàn)里來(lái)到工廠一起調(diào)試樣機(jī)。

在關(guān)鍵節(jié)骨眼上，樣品掉了鏈子：只要一啟動(dòng)電機(jī)，單片機(jī)就死機(jī)重啟。

反復(fù)測(cè)試和調(diào)整，始終無(wú)法解決問(wèn)題。

無(wú)奈之下，找到了我這個(gè)有幾十年工作經(jīng)驗(yàn)的工程師。

我讓朋友把電路圖和PCB發(fā)給了我，如下圖：

電路原理圖

PCB

線性變壓器將220VAC轉(zhuǎn)為12VAC之后，經(jīng)過(guò)橋式整流由電容濾成脈動(dòng)直流由穩(wěn)壓成直流5.0V給控制電路供電；

12VAC還給電機(jī)供電。

單片機(jī)通過(guò)繼電器控制電機(jī)運(yùn)行；

該電路圖和PCB有以下幾點(diǎn)值得重點(diǎn)關(guān)注；

橋式整流后級(jí)的儲(chǔ)能電容是1個(gè)100uF/50V的電解電容；

RS485的A+，B-輸出沒(méi)有任何保護(hù)；

給電機(jī)供電的導(dǎo)線，從top layer到bottom layer的連接，僅用兩個(gè)0.3mm/0.8mm的過(guò)孔；

單片機(jī)死機(jī)重啟，比較有可能有以下兩個(gè)原因：

電源跌落，電機(jī)運(yùn)行瞬間，電機(jī)的磁場(chǎng)還沒(méi)有建立，電機(jī)的阻抗為導(dǎo)線的直流等效電阻，此時(shí)的電流非常大，高達(dá)正常工作電流的近十倍。

由線性變壓器供電的儲(chǔ)能電容僅為100uF，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，根據(jù)本人多年的經(jīng)驗(yàn)，線性變壓器共電的儲(chǔ)能電容至少應(yīng)該為幾千uF。一般多用4700uF或者6800uF。

由二極管整流橋整成的直流為頻率為50Hz的脈動(dòng)直流，而不是一條恒定的直線。

根據(jù)I=Cdu/dt，我們可以根據(jù)負(fù)載電流大概估算出所需儲(chǔ)能電容的大小。

電機(jī)啟動(dòng)瞬間的瞬態(tài)過(guò)程中，啟動(dòng)電流非常大，線性變壓的輸出可能被拉低，沒(méi)有辦法給+5V的穩(wěn)壓電路供電；

此時(shí)，由儲(chǔ)能電容向控制電路供電，兩個(gè)繼電器線圈電流為100mA，啟動(dòng)時(shí)間如果為100ms，如果此時(shí)允許2v的電壓跌落；

電容C=100mA*100ms/2=10000uF。

干擾信號(hào)耦合到復(fù)位腳導(dǎo)致復(fù)位，電機(jī)啟動(dòng)瞬間，電流變化非常大。

其產(chǎn)生的變化磁場(chǎng)也非常大，如果復(fù)位腳的導(dǎo)線因?yàn)檫@個(gè)變化的磁場(chǎng)感應(yīng)出干擾電壓，也有可能導(dǎo)致復(fù)位。

從PCB板上來(lái)看，電機(jī)控制線離單片機(jī)還有幾十cm的距離，而且PCB的走線也沒(méi)有看出形成環(huán)路。

應(yīng)該不至于有那么大的干擾導(dǎo)致復(fù)位。

綜合以上兩點(diǎn)考慮，我立即讓朋友找客戶(hù)做了以下事情：

用示波器測(cè)試橋式整流之后的電壓波形，其不是一條恒定直流，而是一條波動(dòng)的線，在的果然在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電壓發(fā)生了跌落；

2）將100uF/50V的電容改成4700uF/50V的電容，故障消失，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，單片機(jī)不再死機(jī)；

至此，問(wèn)題順利解決，最后我讓朋友對(duì)該電路圖以及PCB進(jìn)一步做了下述改進(jìn)：

1)大電流的導(dǎo)線不能只用兩個(gè)過(guò)孔來(lái)做層間連接，過(guò)孔的載流能力很差，印象中過(guò)孔的銅箔厚度僅為0.5OZ， 僅為17um，大電流時(shí)，直接就燒毀斷路了。

2)RS485的輸出腳A+， B-需要加TVS進(jìn)行保護(hù)；

3)為了降低干擾，可以在電機(jī)控制輸出端加上TVS吸引高壓的反向電動(dòng)勢(shì)。

4)可以考慮在電機(jī)控制輸出端加上自恢復(fù)保險(xiǎn)絲PTC，做輸出短路保護(hù)，避免輸出短路時(shí)燒斷銅箔。