遙控器修理

用數位相機看發光二極體有沒有動作

• 人的眼睛看不到紅外光，數位相機可接收到的光譜範圍比眼睛還廣，只要按下遙控器的按鍵並同時用數位相機對準遙控器的發射端拍攝，就可以看到紅外線發射二極體有沒有發光了

振盪器
紅外線發光二極體
按鍵不靈光

參考：

• 《DIY》電視遙控器簡易維修
• SC6122

SparkFun micro:climate kit

SparkFun micro:climate kit - v3.0 $4700 $5673 $3432，包含

• SparkFun weather:bit (Qwiic) $571
• 新版 micro:bit 插座是 SMD、有 Qwiic 插座
• 內建 I²C 介面的 BME280 Barometric Pressure Sensor 量 air temperature, humidity, barometric pressure and altitude
• 兩個 RJ11 插座，特殊接腳定義接風向計、風速計、雨量計
• 兩組 screw terminals sets 接 Soil Moisture 和 Soil Temperature
• Serial Port 可接 OpenLog、Serial LCD display、或 monitor data
• I²C Port 擴充
• Weather Meter Kit (風向計、風速計、雨量計) $3100, $2098 風速計 $905
• SparkFun Soil Moisture Sensor
• SparkFun OpenLog (UART 透過 ATmega328 轉 SPI µSD Card)
• 比較：SparkFun gator:log - micro:bit Accessory Board (意指可用鱷魚夾或香蕉插頭)：3.3V UART → ATmega328P → µSD card
• Waterproof Temperature Sensor
• 電池盒、起子、線

TI TPS61200 升壓晶片

TI TPS61200 是升壓晶片，輸入 0.3 ~ 5.5V，輸出 1.8~ 5.5V (TPS61201 輸出 3.3V，TPS61202 輸出 5V) 1.35A，Iq 55μA。

• EN：high 啟用輸入，不要空接。
• PS：low 啟用 Power Save mode，不要空接。低電流時維持高效率。接地強制操作在固定 switching 頻率。The average input current is limited to a maximum value of 1500mA.
• UVLO：Under voltage lockout comparator input.Mustbe connectedto VAUXif not used。接 VIN 分壓比較 250mV，分壓電流至少 1μA
• FB：VOUT 和 GND 間的電阻分壓為 500mV 的位置。分壓電阻的電流至少 1μA (流入 FB 接腳電流 0.01μA 100 倍)，所以 FB 和 GND 間電阻要低於 500 kΩ，建議 200 kΩ 左右。
• 3.3V: 2.8M 和 500k，1M 和 179k
• 最小電感 L_MIN = V_IN(MAX) x 0.5 μs/A，建議範圍 1.5μH and 4.7μH。電感決定後，最大電感電流 I_L(MAX) = V_OUT x I_OUT / 0.8 / V_IN + V_IN x (V_OUT - V_IN) / 2 / V_OUT / f / L。 I_OUT 多少？
• 5V 600mA
  
• Using TPS61200 as WLED Driver
• LiPower 電路圖
  
• https://www.electrokit.com/uploads/productfile/41004/tps61200-board-modifications-part-1-changing-undervoltage-lockout

模組：LiPower - Boost Converter

I2C

Qwiic 或 STEMMA QT 是 I2C 介面系統，使用 4-pin JST SH 1.0mm 連接器。

轉成 Grove?

supercapacitor 超級電容

一般電解電容 (electrolytic capacitor) 約幾十微法拉 (μF)，仝款大小的超級電容 (supercapacitor, ultracapacitor) 可達到幾法拉，充放電遠比充電電池快、次數多。應用在需要常常快速充放電的地方，如汽車、巴士、火車、起重機、和電梯等煞車充電或瞬間電源供應。小元件可用在 SRAM 記憶保留。

超級電容使用 (靜) 電雙層電容 (Electric Double-Layer Capacitors, Electrostatic Double-Layer Capacitor, EDLC) 和電化學擬電容 (Electrochemical Pseudo-capacitor)。

施加電壓於 EDLC 時，電極與電解質間電荷受到庫倫靜電力，正極會吸引電解質中的陰離子、負極會吸引陽離子，但不會通過介面 (why?)，形成距離僅有數個原子的電雙層來儲存電荷，即使停止充電也不會發生變化。由於電能是儲存於電極與電解質之界面，電極表面積越大，能累積的電荷就越多，常見如活性碳表面積可高達 2000m²/g，電容值可達 120~280 F/g。電容之可充電電壓範圍是由電解質之電化學分解電壓所決定。

擬電容利用電極和電解液間產生快速的可逆法拉第反應來儲存電荷，由於牽涉到電荷轉移，能量密度能比 EDLC 高五到十倍。 常見的材料為過渡金屬氧化物，具有較多的氧化態，有RuO2、Co3O4、MnO2、V2O5、NiO 等。

特性：

• 充放電不會伴隨化學反應，可以半永久性地進行急速大電流充放電。即使發生短路現象也不會進成電容器之故障，也無特別之充放電限制條件。功率密度達到 1000W/kg。Cycle Time 一萬次以上。
• 儲電時間長：仍有微小的漏電電流。正常狀態下不會產出新的物質減損儲電效率，能夠達到理論上的最佳儲存壽命。
• 高可靠性：。 寬廣的工作溫度範圍。
• 不含鉛或鎘等重金屬，對環境不致造成污染。
• 能量體積比只有個位數 Wh/kg，僅約車用鋰離子電池的1/25。

而超級電容器的形式主要分成兩種：

1. 圓柱狀電容器：將電極基片捲撓後以原型金屬外殼封裝，適合低電壓大電流充放電應用。
2. 疊層式電容器：運用摺疊電極基片的方式，以塑膠或金屬外殼封裝，適用於高電壓低電流領域。

高於10 Wh/kg一點點

Vwork 工作電壓

Vmin 工作截止電壓

I 工作電流

t 維持時間

維持所需能量 = 電容減少的能量
1/2 I (Vwork+ Vmin) t = 1/2 C (Vwork² -Vmin²)
可得 C = I t /(Vwork - Vmin)

假設 Vwork＝5V, Vmin＝4.2V, I＝0.1A, t=10s，所需電容 C = 0.1*10/(5 - 4.2) =1.25F

160uA 7day /(1.5-1.3) =

參考

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Supercapacitor
2. http://140.114.47.150/Researchfields03.html 
   
3. https://www.artc.org.tw/upfiles/ADUpload/knowledge/tw_knowledge_309593075.pdf
   

Battery 電池

https://dictionary.cambridge.org/zht/詞典/英語-漢語-繁體/battery

https://dictionary.cambridge.org/zht/詞典/英語/battery 

• 電池：提供電能的設備，特別是由化學能轉成的電能，由好幾個單元組成。
• 一整套類似的東西 (a battery of sth.) 
• 炮陣
• 毆打
• 層架式的。battery farm 層架式養殖的農場

超級電容 

能量密度、功率密度、迴圈壽命、充放電時間、電源系統成本、工作溫度範圍、可靠度與安全性等。

能量密度 放電速度 充電速度 Wh/Kg m3/Kg

碳鋅 (C-Zn) 電池是極普遍的乾電池，是一種電化學 (Electrochemical) 電池，以鋅做陽極 (陽極送出電子到電路中，因此是負極)，二氧化錳粉末混合物和其他材料當做陰極 (正極); 氯化銨的電解質凍和氯化鋅溶解於水中當做電解液; 而碳棒把外界電路的電子傳回到陰極(正極)。是一種安全又經濟的電池，何況其來源沒有問題。

碳鋅電池便用時電流很小，且使用的時間不長，最有效率。如果使用的電流較大及時間較長的話，電池放出電能所產生的氫氣會積在碳棒，阻礙傳導能力，而降低電池的效率。陰極混合物也當做去極劑，防止氫氣存在碳棒。然而，即使有去極劑，碳鋅電池在大電流的使用狀況下亦無法使用太久。

碳鋅電池在電解質混合物和碳棒大小的製法上有許多型式。低電流的電池含有高百分比的活性電化學材料，具有較大的容量，能維持很久。高電流的電池須含有更多的碳，以便能在短時間內產生大電流。

碳鋅電池使用的電流降低時，會改進電池的化學效率，以兩個並聯的電池代替一個電池，可以增長三倍的使用壽命。

安培小時(Ampere-hour)碳鋅電池使用到IV時的使用壽命估計的容量跟電池的大小和使用電流的高低很有關係。其他影響電池使用壽命的因素尚有周圍溫度和放在電池架上的時間，低溫會降低容量，高溫會縮短使用壽用。

電池大小	使用電流	容量
	mA	hr	Ahr	Whr
四號 (AAA)	2	290	0.45	?
	10	45	0.37	?
	20	17	0.28	?
三號 (AA)	3	350	0.88	?
	15	40	0.50	?
	30	15	0.37	?

CR2032 是一種鈕扣鋰電池，額定 3.0V。直徑 20 毫米、高度3.2毫米。BR2032 尺寸相同，電壓和容量略低，但溫度範圍較廣。

https://lirobo.blogspot.com/2020/11/rechargeable-battery.html

參考

1. http://pemclab.cn.nctu.edu.tw/peclub/W3cnotes/cn37.電池簡介/電池簡介.htm
   

• DIY Quartz Clock Movement Mechanism Module Kit: Operating Voltage : 1.3 -1.7 V, Average Current Consumption < 160uA
• https://makerpro.cc/2019/02/the-functions-of-small-primary-cell/
  

micro:bit

項目	v1.5	v2.0
大小	4cm x 5cm
LOGO	紅色	鍍銅，電容式觸摸感應
麥克風	無	MEMS 麥克風含指示燈
LED 矩陣	v1.5	v2.0
按鍵	左右
邊緣連接器	無缺口	有缺口
天線 藍牙	2.4 Ghz Micro:bit Radio/BLE 4.0	鍍銅 2.4 Ghz Micro:bit Radio/BLE 5.0
電源指示燈	無	有
USB	micro USB、動作指示燈
重置按鍵	重置	重置、關機、睡眠
電池連接器	v1.5	v2.0
主處理器	nRF51822 256KB Flash 16KB RAM	nRF52833 512KB Flash 128KB RAM
喇叭	無	有
USB 處理器	NXP KL26Z 16KB RAM	NXP KL27Z 32KB RAM
動作感應器	ST LSM 303
I2C	和動作感應器共用	專屬
供電	30mA 周邊 90mA	90mA 周邊 200mA?190mA?
程式	C++, MakeCode, Python, Scratch, Arduino 環境

1. http://www.circuspi.com/index.php/2020/11/02/bbc-microbit-v2/
2. https://tech.microbit.org/hardware
3. https://tech.microbit.org/hardware/schematic 
   

LOGO

麥克風

LED 矩陣

5x5 紅色 LED 矩陣透過軟體高速多工驅動，在 V1 用 9x3 GPIO 實作，其中 Row 2 Col 8 和 Row 2 Col 9 沒用到。在 V2 板子改用 5x5 matrix GPIO 實作，5 row 正極到 5 col 負極，5 col 訊號有通道邊緣連接器，要作為 GPIO 時需要關閉顯示功能。

LED 矩陣亦可反過來用來感應紅光亮度，不同板子會有不同敏感度。

按鍵

邊緣連接器

有 25 根接腳包括 19 訊號和 6 電源，其中有 5 個是可接 4mm banana plug 或 crocodile clip 的  ring，剩下是 1.27mm 間隔的 strip。ring 中有 3 個可以作為數位或類比的輸入或輸出，剩下是 3V 和 GND。

https://tech.microbit.org/hardware/edgeconnector

• 4 dedicated GPIO, PWM, I2C, SPI and ext.power.

擴充

• SparkFun weather:bit

RTC

• SparkFun gator:RTC：Micro Crystal I²C RV-3028 RTC (40-60nA @ 3V)，內建 3V 充電 lithium coin cell battery，外部手動事件輸入按鈕。
• SparkFun RV-1805 (Qwiic)：supercapacitor
• SparkFun RV-8803 (Qwiic)：CR1225、temperature compensated crystal providing extremely precise time-keeping, low power consumption, and time stamp event input along with a user-programmable timing offset value. The RV-8803 also has an improved I2C interface compared to the RV-1805 RTC that removes the need to sequence commands/writes to the device. Best of all, the temperature compensation comes factory calibrated.
• SparkFun DS1307 CR1225
• SparkFun DS3234 (SPI)

天線、藍牙

micro:bit Bluetooth Profile

• https://tech.microbit.org/bluetooth/profile/
  
• 定義
• 記憶體需求較多，事先編譯好的 Hex 檔：Without magnetometer、Without DFU
• https://github.com/lancaster-university/microbit-samples 
• Bluetooth 5.0 stack with BLE，支援 GAP Peripheral and Central device roles。運作在2.4GHz 到 2.41 GHz 的 ISM band。BLE 將頻譜切成 50 個 2MHz bands，用了其中 40 個 (channel 0 ~ 39)，其中 37、38、和 39 用作 “advertising”。當連上 devices ，以特殊順序使用其它 channel，稱為 adaptive frequency hopping，希望減低其他使用者 the impact of congestion。資料傳送率最好幾百 hundred Kilobytes per second。
• https://lancaster-university.github.io/microbit-docs/advanced/#compile-time-options-with-yotta
• 可使用 Mbed C/C++ environment 發展其它 Bluetooth profile。
• Martin Woolley’s Bluetooth Blog has a range of information on using Bluetooth with micro:bit 
• BittySoftware has a range of Bluetooth enabled software for the micro:bit 
• Original micro:bit “Out of the Box” experience, including some of the attributes in the Bluetooth Profile 
• Full profile with the display unused. If you want to write to the display over bluetooth then you should use this file instead of the ‘Out of the Box’ hex, which uses the display. 
• micro:bit radio API documentation

電源指示燈

USB

重置按鍵

長按可關閉電源，或者轉為睡眠模式。

同時接到 nRF52 和 KL27 處理器。

電池連接器

主處理器

Nordic nRF52833 64 MHz ARM Cortex-M4 with FPU, 512KB Flash, 128KB RAM

執行 USB 處理器載入的單一 binary image，包括藍牙 SoftDevice 軟體，並提供邊緣連接器所有 GPIO。

nRF52 在 P0.09(NFC1) 和 P0.10(NFC2) 的 NFC 功能預設是關閉的，可使用 nRF5SDK 設定。

There is an on-board 2.4GHz radio peripheral used to provide Bluetooth and custom radio capabilities via an off-chip aerial.

nRF52 內建有 core 溫度感應器預測 ambient 溫度。-40°C to 105°C，0.25°C steps，Accuracy +/-5°C (uncalibrated) DAL Thermometer

• SWD
• J-Link/OB
• Software
• NRF52 datasheet

喇叭

USB 處理器

NXP KL27 USB 處理器

• ARM® Cortex®-M0+ 48 MHz 256 KB Flash 32KB RAM 工作電壓 1.71~3.6V
  
• USB Full-Speed，使用 DAPLink firmware 提供 USB Mass Storage Class (USB Disk)、USB Connected Device Class (UART)、CMSIS-DAP、WebUSB
• 內建有 Regulator 可輸出 3.3V 120mA 供處理器和其它週邊使用，但 V2 似乎改由額外 LDO 提供 300mA。USB 低於 3.6V 時通透式輸出 2.1V ~ 3.6V。USB 指示燈
  
• Two-pin Serial Wire Debug (SWD) programming anddebug interface
• Down to 54uA/MHz in very low power run mode and1.96uA in deep sleep mode (RAM + RTC retained)
• 1x UART 最高 1.5 Mbit/s
• 2x low-power UART modules supportingasynchronous operation in low-power modes
• 2x I2C modules and I2C0 supporting up to 1Mbit/s
• 2x 16-bit SPI 最高 24 Mbit/s
• 1x FlexIO emulation 額外的 UART, IrDA, SPI, I2C, I2S, PWM and other serial modules, etc.
• 1x serial audio interface I2S
• 1x 16-bit 818 ksps ADC module with highaccuracy internal voltage reference (Vref) and up to16 channels
• High-speed analog comparator containing a 6-bitDAC for programmable reference input
• 1x 12-bit DAC
• Standby Mode 時 2.8V 1mA。
  

動作感應器

包括加速度計和磁力計。加速度計量測三軸加速度，磁力計可作為羅盤或磁場偵測。 The magnetometer can generate one processor interrupt for the application processor, and the accelerometer can generate two different processor interrupts for the application processor. Note, the physical orientation of this IC is important for binary compatibility with the driver code in the application processor, which assumes a particular physical orientation in its calculations

I2C

供電

運作電壓 1.8~3.6V，有 3 個可能來源: micro USB、JST-PH 電池接頭、或邊緣連接器。

• micro USB、電池接頭透過 LDO 提供 300mA, with thermal cut-out for short circuit protection。有 diode 防逆流，預留 90mA，外部可用約 190 mA。
  
• 邊緣連接器直接提供。
• Battery connector JST X2B-PH-SM4-TB Max current provided via edge connector 190mA
• KL27 本身也是 LDO 供電？RTC 用電？
  

程式

範例程式：Out-of-box Experience C++ 原始碼

MakeCode：線上程式積木或 JavaScript 編輯器，可下載拖放燒錄或 WebUSB 直接燒錄。

參考

Grove Connector

Grove 連接器是特殊規格的插座和接頭，4 接腳間距 2.0mm，用在 Stem、Twigs 系統。

接腳	顏色	功能
		數位	類比	UART	I2C
1	黃	Dn	An	Rx	SCL
2	白	Dn+1	An+1	Tx	SDA
3	紅	VCC
4	黑	GND

參考

1. https://swf.com.tw/?p=859
2. https://wiki.seeedstudio.com/Grove_System/
   

• 一般 DIP、麵包板、洞洞板是 2.54mm 間隔。
• Qwiic 或 STEMMA QT 是 I2C 介面系統，使用 4-pin JST SH 1.0mm 連接器。
• 2-pin JST PH 2.0mm：Adafruit seeed、micro:bit 電池連接
  
• DFRobot Gravity Series 連接器
• USB
  

DC-DC Converter

DC/DC 轉換器將一個直流電壓轉換成另一個直流電壓，Step-Down 或 Buck 轉換器提供降壓，而 Step-Up 或 Boost 轉換器提供升壓。DC/DC 轉換器用來穩定電壓，所以稱為 voltage regulator，分成 Linear 和 Switching 兩類。

Linear Regulator 控制線性元件 (電晶體線性範圍，像是可變電阻) 來調整壓降，電路簡單、雜訊低，只能降壓，轉換效率可以簡單地看作輸出與輸入電壓之比，效率差需要散熱，一般用於低壓差，小功率的場合。

Switching Regulator 以高速脈波方式調整電晶體開關導通和斷開的時間比例，只傳送需要的電能，再用電感、電容等元件平整輸出，可以升壓、降壓、升降壓或反相，效率高，但電路較複雜、雜訊較高，又分成電感式切換和無電感的電容式切換 (Charge Pump)。

電感式切換有 synchronous 和 asynchronous (diode rectification) 兩種整流方法，可透過 transformer 提供隔離或輸出多種電壓。(電容式切換沒有兩種整流方法？) 電源轉換效率最高，但電源潔淨度卻也最難掌控，電路涉及電感線圈的配置佔用面積最大，為了縮小電感，多半將切換頻率拉高達 MHz 以上。

Charge Pump 切換過程只用電容未用電感，電源轉換效率較 Linear 高，但仍不如電感式切換，供電力也較小，產生電源的潔淨度未如 Linear Regulator 理想。適合低電流、中度壓差。雖能夠升壓、降壓、反相，但多數的運用情況皆在升壓，

	Linear Regulator	Switching Regulator
		Charge Pump	Inductive
轉換效率	20-60%	75-90%	90-95%
transient response	fast	?slow	slower
Ripple	很低	中	低
EMI	很低	低	中
PCB 面積	很小	中	最大
價格	最低	中等	最高

參考

1. https://www.rohm.com/electronics-basics/dc-dc-converters/operating-principles-linear-regulators
2. https://training.ti.com/zh-tw/power-fundamentals-dcdc-fundamentals

• closed-loop control

Inductor 電感

電感通常用表面絕緣的電線環繞而成的線圈，通過的電流改變時會產生電壓，來阻擋電流變化。也就是說，會讓產生變化的電流較難通過。

電感可用水車類比。水流推動水車，固定的水流讓水車有固定的旋轉。當水流突然變快，水車的慣性會阻擋水流過去而產生水壓，轉速是慢慢變快而不是突然變快。當水流突然變慢，水車反而會推著水趕快流過去而產生負的水壓，轉速慢慢變慢。

經過電感的電流變大時，電感會產生電壓，造成電壓差變小

當電流經過電線時，四周會產生磁場。當電流產生變化時，變化被阻擋的遠端便會產生電壓。

電感反抗電流變化。

v(t) = L di(t)/dt

理想電感直流電電阻為 0。

正弦交流電 i(t) = I_P sin(2πft) 通過電感 L 時，會產生正弦電壓 v(t) = L di(t)/dt = 2πfLI_P cos(2πft)，電壓的幅度與電流的幅度 (I_P) 和頻率 (f) 的乘積成正比，相位差 90 度 (電流落後電壓)。

參考：

• 維基百科：電感器
• 大人的科學 Vol.04《迷你電子積木》第 9 頁，親子天下
• http://w3.phys.nthu.edu.tw/~exphy/Download/ex16.pdf
  

MOS

https://www.facebook.com/twembedded/posts/2919472054767678

https://www.facebook.com/twembedded/posts/3130657420315806

Time Switch

計時器

• 停電記憶 (TB38)
• off, auto, on

電磁接觸器
無融絲開關
過載繼電器 (熱繼電器)：馬達才需要

參考來源

1. 自動控制基本概念 (清楚解釋自保持電路)

http://tdjou.pixnet.net/blog/post/36003608-%E9%9B%BB%E7%86%B1%E6%B0%B4%E5%99%A8%E7%9C%81%E9%9B%BB%EF%BC%A4%EF%BC%A9%EF%BC%B9
http://jsautoblog.weebly.com/3/post/2013/01/magnetic-contactor.html

LDO Regulator

一般 Linear DC/DC 轉換器壓降要 2V 以上，LDO (Low Dropout) 壓降可達 1V 以下。

Linear Regulator 五大架構：NPN Darlington, NPN LDO, Quasi LDO, PMOS, NMOS

參考

1. https://www.rohm.com/electronics-basics/dc-dc-converters/operating-principles-linear-regulators
2. https://training.ti.com/zh-tw/power-fundamentals-dcdc-fundamentals 
   

• 最簡單的 LDO，ADI, Maxim 可以用，但 TI 就要考慮一下
• ADC：Microchip MCP607

Buck Converter

Buck Converter 是切換式降壓轉換器。

Buck 有多種意思，作為動詞可表示馬等猛然彎背躍起把騎者摔下來，可能因此引伸為降壓。

http://eshare.stust.edu.tw/EshareFile/2009_11/2009_11_39cee00c.ppt

直流電源 開關切換元件 (IGBT、MOS)

LM2596 ：40VDC 以下轉 1.2~37V ±4% 或 3.3V, 5V, 12V，3A。150kHz，80μA standby current，壓差

• 效率看起來不是很好
  
• 輸入3.2-40VDC 輸出1.25-37VDC $78, $32, $38
  
• LED 顯示輸入或輸出電壓版本 $79
  

LM2696

X00069

參考

• LDO Regulator
• 升壓型切換式電源供應器 (Boost Converter)

升降壓型轉換器 (Buck-Boost Converter)

https://www.ti.com/seclit/ml/slyp258/slyp258.pdf

返馳式轉換器 (Flyback Converter)
前向式轉換器 (Forward Converter)

TI BQ25570/04/05

BQ25570：Ultra-low power boost converter with battery management and buck output regulation。作為能量收集器，將 0.1 ~5.1VDC 488nA 的 μW 到 mW 能量升壓存到 VSTOR 電容，一旦 VSTOR 電容超過 VSTOR_CHGEN (典型 1.8V) 可對 VBAT 充電。然後降壓供電輸出 2~5.5V，電流可達 110mA。

• VSS：地。
• EN_；啟用/停用 IC
• LBOOST；連接升壓用電感 (22 μH) 到輸入電源。
• VIN_DC；輸入電源，接至少 4.7 μF 到地。
• VOC_SAMP：MPPT
• VREF_SAMP：MPPT。接 0.01-μF low-leakage 電容，儲存 VIN_DC 開始 regulated 的電壓。
• VSTOR：接升壓輸出電容，接至少 4.7 μF 加 0.1 μF 到地。要提供較大瞬間電流時，需要較大電容，但 Cold Start 會較久。
• VBAT：可接充電電池、超級電容、或傳統電容。
• VRDIV
  
• VBAT_OK
• VBAT_OV：VRDIV 和地之間的分壓，設定 VBAT 過電壓。需高於 VIN_DC，否則?
• OK_HYST
• OK_PROG
• LBUCK ：連接降壓用電感 (至少 4.7 μH) 作為輸出。
• VOUT：輸出電壓，接至少 22 μF 到地。
• VOUT_EN：
• VOUT_SET：VRDIV 和地之間的分壓，設定 VOUT 電壓。

Boost 輸入

Boost 是靠 VSTOR 1.8V 以上運作，可由 VBAT 充電，或 VIN_DC 達 600mV 啟動 Cold Start 來充 VSTOR。

上升			VSTOR 電壓					下降
					5.5V
停止充 VBAT ↑					VBAT_OV
					VBAT_OV - VBAT_OV_HYST					↓ 恢復充 VBAT
啟動負載 ↑					VBAT_OK_HYST
					VBAT_OK					↓ 停止負載
開始充 VBAT ↑					VBAT_UV + VBAT_UV_HYST
					VBAT_UV					↓ 斷開 VBAT 避免過放
啟動 Main Boost ↑					VSTOR_CHGEN					↓ 停止 Main Boost
					GND

 ：Cold Start 階段

• VSTOR 低於 VSTOR_CHGEN = 1.8V 時，且 VBAT 低於 VBAT_UV 無法對 VSTOR 充電時，VIN_DC 達 600mV 啟動 Cold Start。

 ：Boost 運作階段

• VSTOR 電壓達 VSTOR_CHGEN = 1.8V，Main Boost 啟動，VIN_DC 100mV 以上充 VSTOR。
• 接腳 EN 可關閉 Boost
  

 ：VBAT 充電階段

• 過電壓保護 VBAT_OV 由電阻設定，等於 3/2 VBIAS (R_OV2+R_OV1)/R_OV1，VBIAS 約 1.21V。R_OV2+R_OV1 建議不大於 13 MΩ。VBAT_OV_HYST 約 24mV。
• 低於 VBAT_UV 約 1.95V 時，強制斷開 VBAT。VBAT_UV_HYST 約 15mV。應該視為系統的 fail safe 機制，當 VSTOR 低於 VBAT_OK > VBAT_UV 時，系統負載就應該移除或降低。
• 過溫保護

 ：啟動負載。

• VBAT_OK, VBAT_HYST
• VBAT_OK_PROG = VBIAS (R_OK2+R_OK1)/R_OK1 
• VBAT_OK_HYST = VBIAS (R_OK3+R_OK2+R_OK1)/R_OK1
• VBIAS 約 1.21V。R_OK3+R_OK2+R_OK1 建議不大於 13 MΩ。
  

MPPT

VOC_SAMP 接 VSTOR (high)：80% open circuit voltage

VOC_SAMP 接 low：50% open circuit voltage

VOC_SAMP 接外部電阻分壓

內部參考電壓 VREF_SAMP 透過外接電容 CREF 維持。

VREF_SAMP (還是 VOC_SAMP？) 接 MCU 產生的參考電壓做複雜控制。

問題：open circuit voltage 怎麼來？

Buck

VOUT = VBIAS (R_OUT2+R_OUT1)/R_OUT1，VBIAS 約 1.21V _OUT2+R_OUT1 建議不大於 13 MΩ。

模組 CJMCU-2557：

• 電路圖
• Boost 輸入：電感 22 μH，輸入電容 4.7 μF，儲存電容 0.22F + 10nF
• 充電：R_OV1 = 887K, R_OV2 = 1.1M，VBAT_OV = 3/2 x 1.21V (1100+887)/887 = 4.1V
• Buck 輸出：電感 10 μH，電容 22 μF，R_OUT1 = 887K, R_OUT2 = 1M，電壓 VOUT = 1.21V (1000+887)/887 = 2.6V

NT$725, 599+40

BQ25504

Ultra-low power boost converter with battery management，類似 BQ25570，但沒有 Buck 部份，Boost 運作電壓 > 130mV

• VREF_SAMP = VIN_DC(OpenCircuit)  R_OC1/(R_OC1+R_OC2)，R_OC1+R_OC2 = 20M
• VBAT_UV = VBIAS (R_UV1+R_UV2)/R_UV1，R_UV1+R_UV2 = 10M
• VBAT_OV = 3/2 VBIAS (R_OV1+R_OV2)/R_OV1，R_OV1+R_OV2 = 10M
• VBAT_OK_PROG = VBIAS (R_OK1+R_OK2)/R_OK1 
• VBAT_OK_HYST = VBIAS (R_OK1+R_OK2+R_OK3)/R_OK1，R_OK1+R_OK2+R_OK3 = 10M
• VBIAS = 1.25V
• VSTOR 接負載
  

MPPT

一般太陽能電池的最大能量點大多落在太陽能電池 open-circuit voltage (OCV) 的固定分壓，典型是 80%。bq25504 每 16s 關掉充電 256ms，太陽能電池會回到 OCV 狀態，即使在弱光下也足夠把太陽能電池內部電容和輸入電容充到 OCV，此時 bq25504 取樣電阻分壓記錄在 C_REF，作為參考電壓。符合條件是輸入電容大約為輸入電壓，太陽能電池內部電容很小，電流通常大於 20µA。如果太陽能電池內部電容大或輸出電流很小，需要計算較高的分壓。

https://www.ti.com/lit/an/slua632/slua632.pdf

模組 CJMCU-25504

• 電路圖
• 輸入電感 22 μH，輸入電容 4.7 μF + 0.1 μF。CSTOR 電容 4.7 μF + 0.1 μF。
• R_OV1 = 5.90M+, R_OV2 = 4.02M，VBAT_OV = 3/2 x 1.25V (5.90+4.02)/5.90 = 3.15V
• R_UV1 = 5.60M+, R_UV2 = 4.42M，VBAT_UV = 1.25V (5.60+4.42)/5.60 = 2.24V
• R_OK1 = 4.42M+，R_OK2 = 4.22M，R_OK3 = 1.43M，VBAT_OK_PROG = 1.25V (4.42 + 4.22)/4.42 = 2.44V，VBAT_OK_HYST = 1.25V (4.42 + 4.22 + 1.43)/4.42 = 2.85V
  
• R_OC1 = 10.0M + 5.60M，R_OC2 = 4.42M，VOC_SAMP = 78%。接 VSTOR 停用 MPPT，接 GND 如果電源阻抗低。
  
• $440

模組 BQ25504 Solar Cell LiPo Charger

• 電路圖
• 輸入電感 22 μH，輸入電容 4.7 μF。CSTOR 電容 4.7 μF + 0.1 μF。
• R_OV1 = 4.42M+, R_OV2 = 5.62M，VBAT_OV = 3/2 x 1.25V (4.42+5.62)/4.42 = 4.26V
• R_UV1 = 3.83M+, R_UV2 = 6.12M，VBAT_UV = 1.25V (3.83+6.12)/3.83 = 3.25V
• R_OK1 = 3.32M+，R_OK2 = 6.12M，R_OK3 = 0.542M，VBAT_OK_PROG = 1.25V (3.32 + 6.12)/3.32 = 3.55V，VBAT_OK_HYST = 1.25V (3.32 + 6.12 + 0.542)/3.32 = 3.76V
  
• R_OC1 = 9.76M + 5.90M，R_OC2 = 4.42M，VOC_SAMP = 78%。
• VBAT_OK 接 250mW 45V BJT BC847BLP4 和 4K7 驅動 0402 Green LED
  

BQ25505

Ultra-low power boost converter with battery management and autonomous power path multiplexing