-- The Start --
1. 案情发生:某电剪刀老客户向代理商反应:在某批次量产过程中,发现120把整机电量显示异常,比例为120/13000。因问题原因不明,所以,暂停生产。急等代理商和我们协助分析。2. 现场了解量产出问题,无论大小,都比天大。于是,代理商和我们的商务负责人第一时间赶赴现场,了解详情。具体情况如下:该款电剪刀前前后后已累计出货超百万单。本次是第一次发现电量显示异常的问题。
具体显示异常情况,客户原话是:通电显示95%电量是准的,然后剪两下,电量就变为80%,25%都有。因是数据显示异常,所以可以排除是LCD屏的问题。电量数据源于ADC采集,于是,客户怀疑是我们芯片的ADC有问题。谁还敢用质量有问题的芯片?暂停生产是非常合理的。
客户的分析合情合理,无法反驳。所以,赶赴现场的同学们估计除了心虚加冒冷汗外,就只能在洗耳恭听客户的抱怨和呵斥的同时使劲赔客户笑脸了。这工作也不好做啊,特别是对于我们这类通常自我感觉良好的工程师而言,简直难于上青天。因现场分析的时间和人力都有限,且大概率没有结果。于是,只能好言细语请客户提供一把有问题的整机给现场同学带走,再转寄给我们做拆机分析。至此,代理商和商务人员的任务暂时完成并得到一时解脱,问题皮球妙传到了我们脚下。
3. 拆机分析(1)复现现象
收到整机,第一步肯定是复现现象。于是,立马上电测试。没错,测试现象和客户描述的一模一样:除了电量显示异常外,其他功能一切正常。难道真是我们芯片的ADC坏了?我们心里开始发虚了。
(2)测量信号第二步,肯定是测量信号。既然电量显示异常,那么肯定先测试电源的分压电路是否正常。这很简单,万用表量一下就知道。当探头接触分压点时,我们傻眼了:电压显示接近0V。这肯定是错的。接近0V,电量显示也不应该是:80%或者25%。那么问题原因,可能是分压电阻坏了,也可能是芯片ADC坏了。这也很容易排除,将连接芯片ADC管脚和分压点的电路割断就可知。当割断后,发现电源分压电路分压正常。头大!真是ADC坏了!什么原因导致的?难道真是我们芯片质量有问题?头大!
(3)原因分析有同学提出,既然板上MCU的ADC已经坏了,无法再做测试,那么只能换一颗新MCU再做测试。没错,只能如此。于是,换MCU再测。测试结果和客户说的一模一样:剪两下,电量立马显示异常。再次头大!这种瞬间回到原点的感觉很不好!
一群人鸦雀无声,冷静一会继续分析:首先可以肯定我们换上去的MCU肯定是没问题,那么上板测试后ADC立马异常,说明问题源头还在板上。应该是板上某个问题导致MCU的ADC损坏。那么,下一步,应该思考怎么找出板上的这个“ADC杀手”。
(4)再测信号
有同学提出,既然ADC已损坏,为什么电剪刀还能工作?电机还能正常转?太离谱了!这个疑问很有道理。于是,挂驱动电机的信号观察。驱动波形如下图1:

图1通道2、3和4,分别是驱动电机时UVW相端电压波形。很明显,通道2波形异常:高电平锁定在3.6V且反电动势波形异常。其他两相高电平为2.7V = 21V*10K/(68K+10K),反电动势正常!但换相确实还在继续!再思考,我们的ADC法换相逻辑,确实还可以换相!(鲁棒性太好干了坏事)。
如对ADC法不了解的同学,可以回看文章:本文不做赘述。
既然U相电压波形异常,那么肯定要对U相电路检测一波。万用表再次出马,对U相分压电阻和电容进行测量。测量结果,让大家大跌眼镜:对地10K分压电阻断路了!
于是,立马更换电阻并再次更换MCU后,再次测试驱动电机时UVW相端电压波形,如下图2:
(5) 完璧归赵将割断的电路修复,去掉各种测量信号线后装配整机。拍如下功能演示视频1后寄回整机给客户。视频1至此,本次吓得大家冒冷汗的问题,完美收官。(视频1中,显示屏无电量显示是拍摄角度导致,不要大惊小怪)
4. 最后问题为什么对地分压电阻断路后,端电压高电平锁定在3.6V?不要只会看热闹,要主动学习哦。该问题,私信也不回。加油!
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