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一块指甲盖大小的PCB上，如何让毛球修剪器既不炸电池也不烧电机？
去年帮一家ODM厂做一款出口欧盟的便携毛球修剪器，客户提了个看似简单的要求：“充一次电用90分钟，充电时还能继续剪，外壳摸着不烫手，过不了CE就退货。”
结果第一版样机在温升测试里直接趴窝——USB插着充，剪到第3分钟电机转速掉了一半；放到-5℃冰箱里通电，保护板直接锁死，电池再也充不进电。
后来拆开五家竞品的主板才发现：不是谁用了IP5306或TB6612FNG就赢了，而是怎么让这些芯片在30×50mm的PCB上‘彼此不打架’。
今天我们就从这块指甲盖大的电路板出发，讲清楚四个真正卡脖子的环节：锂电池怎么不被自己搞坏、充电时为什么还能干活、电压掉到3V时电机为啥不发抖、以及——刀片卡住那一秒，系统到底做了什么。
锂电池保护板：不是配角，是守门员
很多人把保护板当成“标配附件”，焊上去就行。但DW01-P这类IC真正的难点不在芯片本身，而在它和MOSFET、PCB走线之间的配合。
比如AO3407这颗双N沟道MOSFET，手册标RDS(on)是20mΩ@VGS=2.5V，但实测发现：如果PCB上G极驱动走线超过8mm，或者没做地平面铺铜，VGS实际只有1.8V，RDS(on)瞬间飙到45mΩ——满载1.2A时压降就0.54V，发热功率0.65W，夏天壳体温度轻松破60℃。
更隐蔽的是CS采样线。很多小厂直接从保护IC的CS脚拉一根细线到电池负极焊盘，看着没问题。但当电流突变（比如电机启动瞬间2.5A），这段走线上的寄生电感+铜箔电阻会引入100mV级干扰，导致DW01-P误判为过流而关断放电通路。正确做法是Kelvin四线采样：两根粗线走主电流，两根细线专程从电池极耳焊点直连CS+和CS−，中间不经过任何过孔或拐弯。
还有个容易被忽略的点：保护IC的休眠电流。DW01-P标称0.1μA，但实测发现，如果CS端没加100nF滤波电容，漏电流会窜到3μA以上。一年下来，300mAh电池白白跑掉10%电量——用户买回来放三个月第一次开机，显示“请充电”，投诉就来了。
所以别迷信“认证保护板”。UL 1642只测样品，不保你贴片后的每一片。我们最终改用S-8261A，因为它的过放恢复阈值可编程（3.0V~3.3V），配合MCU软件校准，能精准避开锂电深度放电的容量塌陷区。
充电管理：线性IC早该退休了
TP4056还在用？不是不能用，是它根本不适合毛球修剪器这种“边充边用”的场景。我们做过对比测试：500mA充电下，TP4056自身功耗1.2W，整块板温升35℃；换成IP5306后，功耗降到0.43W，温升压到12℃以内。
关键不是效率数字，而是它的Power Path架构。传统方案里，USB输入先给电池充，再由电池供电给系统——等于“先存钱，再花钱”。而IP5306是“边收边付”：USB来的5V，一部分直供MP2152稳压，另一部分同步给电池补电。只要USB不断，哪怕电池只剩2.8V，电机照样满速转。
它的I²C配置也不是炫技。0x00寄存器写0x85，表面是设500mA恒流，深层意义是规避快充握手失败风险——有些杂牌USB充电头在QC协议协商失败后，会强行输出5.5V甚至5.8V，此时若充电电流档位设太高（比如0x8F=800mA），IP5306内部限流会触发，反而充不进电。我们把电流档位保守设在500mA，就是给前端电源留出容错空间。
顺便说一句：别信某些方案文档里写的“支持PD3.0”。IP5306原生只认5V输入，所谓PD兼容，全靠前端加一颗协议芯片（比如CH224K），成本涨¥1.2，还占3mm×3mm面积——对BOM压到¥10以内的项目，纯属自我感动。
稳压不是稳住数字，是稳住手感
MP2152这类高频Buck芯片，最常被低估的是它的动态响应能力。毛球修剪器不是恒定负载：空载时电机电流30mA，一碰毛衣，瞬时冲到1.2A，di/dt超过5A/μs。如果稳压器环路响应慢，输出电压会砸下去300mV，用户立刻感觉“剪不动了”。
MP2152的1.2MHz开关频率不是为了省电，是为了缩短控制周期。实测在负载阶跃下，它能在20μs内把电压拉回±1%窗口。反观某些国产替代Buck，标称1.5MHz，但FB引脚内部误差放大器带宽只有200kHz，实际响应比MP2152慢3倍。
还有个细节：输出电容必须用X5R/X7R陶瓷电容，且ESR≤10mΩ。曾有厂商为省钱换用铝电解电容（ESR≈80mΩ），结果纹波从8mVpp暴涨到65mVpp，TB6612FNG的PWM输入口开始误触发，电机发出“咔哒咔哒”的异响——那是H桥在高频震荡。
电机驱动：堵转不是故障，是设计起点
TB6612FNG之所以成为行业默认选择，不是因为它多先进，而是它把工程师最怕的三件事都封死了：上下桥臂直通（500ns死区）、过热烧毁（150℃自动关断）、电流检测漂移（内置0.1Ω检流电阻）。
但光靠芯片不够。我们最初把IS电流检测信号直接接ADC，结果发现每次按键操作，ADC读数跳变20LSB。查了一周才发现：MCU的GPIO和TB6612FNG的IS引脚共用同一片去耦电容，开关噪声通过地弹串进来了。最后改成独立π型滤波（100R+100nF），才稳定下来。
堵转保护的阈值设定也很有意思。理论2A对应IS电压200mV，但我们实测设成180mV——因为刀网刚堵塞时，电流上升有个缓升过程，提前100ms介入，能避免电机线圈过热。这个“提前量”，是拆了27台报废样机、统计刀片卡死时的电流曲线后定的。
最后一个问题：为什么不用LDO给电机供电？
有同事提议用RT9013-33（3.3V LDO）代替MP2152。算账很美：LDO外围只需2颗电容，成本¥0.35，Buck要¥1.2。但实测发现：当电池电压从4.2V掉到3.3V时，LDO压差只剩0V，彻底失效；而MP2152在2.5V仍能启机。更重要的是，LDO在1.2A负载下压降0.3V，功耗0.36W，全部变成热——塑料外壳局部温度超70℃，触感已属危险级别。
所以你看，所有“高级”芯片，最终都要回归到三个字：稳、冷、活。稳得住电压波动，冷得住连续工作，活得了各种异常工况。
如果你也在啃这类小家电的电源+电机协同难题，欢迎在评论区聊聊你踩过的坑。比如——你遇到过充电时电机突然停转，但万用表测电压一切正常的情况吗？那大概率，是Power Path的路径切换时序没调好……
（全文完）
