近兩年，廢電池對環(huán)境的影響成為國內(nèi)媒體熱門話題之一。有的報道稱電池對環(huán)境污染很嚴重，一節(jié)電池可以污染數(shù)十萬立方米的水。有的甚至說廢電池隨生活垃圾處理可以引起諸如日本水俁病之類的危害，還有一節(jié)5號廢電池就可以使一平方千米土地荒廢等，這些報道在社會上引起了很大反響，有很多熱愛環(huán)保的人士和團體開展或參加了回收廢電池的活動。然而，國家環(huán)?？偩钟嘘P(guān)人士卻認為，廢電池不用集中回收，以前有關(guān)廢電池危害環(huán)境的報道缺乏科學(xué)依據(jù)，在某種程度上對群眾造成了誤導(dǎo)。

　　低功耗太陽能衡器設(shè)計要點

　　對于使用傳統(tǒng)電池供電的衡器產(chǎn)品而言，通常受體積和成本限制，如果采用太陽能電池板，其面積必然有限，從而限制了太陽能電池板的供電電量。因此，使用太陽能電池板供電的衡器解決方案需要解決以下問題：增加儲能電路，讓太陽能電池板發(fā)出的電量儲存起來；降低功耗，整機關(guān)機和工作電流分別均需在nA、μA級。

　　電子衡器耗電量大的主要是傳感器、ADC、MCU三大塊。為此，通常的解決方案需要采用以下方法來實現(xiàn)整體低功耗特性：對傳感器采用間歇供電或脈沖供電來降低傳感器用電功耗；提高ADC輸出速率，減少每次采樣時間從而降低采樣功耗；提高ADC有效位，以在高速下保證衡器；提高SoC運行速度以降低每MHz的功耗；降低LCD驅(qū)動電路功耗；提高集成度，減少外圍器件。

　　芯?？萍纪瞥龅母?4位ADC芯片CS1242填補了國內(nèi)中高端電子衡器芯片領(lǐng)域的空白。在滿足高需求的同時，該公司針對當前低功耗應(yīng)用的發(fā)展趨勢，推出了具有低功耗特性的CSU11系列衡器SoC芯片，的優(yōu)勢是同時滿足了自動上秤人體秤、太陽能人體秤對低功耗的要求，以及口袋秤對高的要求。該系列產(chǎn)品綜合考慮了上述低功耗設(shè)計因素，實現(xiàn)了的低功耗特性，利用CSU11系列SoC設(shè)計的自動上秤人體秤，平均待機功耗可以低至3μA以下，太陽能人體秤稱重電流20μA以下，口袋秤分度可以達到三萬分之一。

　　CSU11系列SoC集成了8位RISC MCU，4K*16 OTP（可作為用戶數(shù)據(jù)PROM）、256 RAM、4*18 LCD，以及16個I/O口（除了這16個I/O口外，所有的“Seg”口均可復(fù)用為輸出，令I(lǐng)O總數(shù)多達到26個），雙通道高速、高ADC，數(shù)據(jù)輸出速率為16kHz。為了能夠在一個芯片上同時滿足低功耗和高的要求，CSU11系列SoC還提供了“功耗--速度”相互平衡的選項，但此種情況下線性度較差，為方案工程師進行多種類型的方案開發(fā)提供便利，只需要在配置上稍作改動，就可以滿足不同的市場需求。

　　太陽能人體秤的出現(xiàn)，主要是為了避免普通電池對環(huán)境的危害，達到環(huán)保的目的。但是，目前市面上的太陽能人體秤需要昂貴的傳感器和PS08主芯片。高昂的造價成本極大地限制了太陽能人體秤的市場占有率。每秒鐘稱重，則所需的動態(tài)功耗為4次*2.5mA*（1/1000秒）=10μA，LCD顯示所需的功耗為5μA（驅(qū)動電路工作電流）+5μA（玻璃消耗）=20μA。

　　目前，國內(nèi)某大型衡器企業(yè)已經(jīng)成功利用CSU1101B芯片開發(fā)了太陽能電子秤產(chǎn)品，并實現(xiàn)了批量生產(chǎn)，已經(jīng)成功實現(xiàn)對歐美市場批量出口。該產(chǎn)品的平均工作電流小于等于25μA，在55流明光照強度下就可以起秤，完全可以適用于包括浴室在內(nèi)的各種室內(nèi)環(huán)境。其達到2，000分度，具有自動開機功能，關(guān)機平均電流低于3μA。

　　提高系統(tǒng)性能的設(shè)計建議

　　目前，太陽能電子秤定位高端市場，并以出口歐美地區(qū)為主，為提高整機性能以及應(yīng)對歐美地區(qū)嚴格的電磁兼容測試等相關(guān)標準，對基于CSU11系列SoC的產(chǎn)品設(shè)計給出如下建議，SOC不是創(chuàng)造概念的發(fā)明，而是針對工業(yè)自動化現(xiàn)狀提出的一種融合性產(chǎn)品。它采用的技術(shù)是正在工業(yè)現(xiàn)場大量使用的成熟技術(shù)，但又不是對現(xiàn)有技術(shù)的簡單堆砌，是對眾多實用技術(shù)進行封裝、接口、集成，形成全新的一體化的控制器。以前需要一個集成商來做的工作，現(xiàn)在由一個控制器就可以完成，此類設(shè)計實踐對基于芯?？萍嫉钠渌鸖oC以及一般的電子產(chǎn)品設(shè)計均有現(xiàn)實的指導(dǎo)意義：

　　1. 提高產(chǎn)品抗ESD性能

　　對產(chǎn)品ESD性能為重要的是產(chǎn)品外殼設(shè)計，必須盡可能地保證靜電能量不引入到產(chǎn)品的PCB中。但是，按鈕和電池倉有時在外殼設(shè)計中無法避免會被ESD事件所影響。所以，提升電路的ESD性能關(guān)鍵是要把按鈕及電源部分的防ESD措施做好。

　　我國已經(jīng)成為電子產(chǎn)品的加工基地，在珠三角、長三角集中了眾多的電子產(chǎn)品加工企業(yè)。目前這些企業(yè)的 ESD 控制工作絕大多數(shù)沒有按照美國標準建立ESD20.20 方案，工廠的 ESD 控制工作無非 是購買防靜電工作服和手腕帶這些簡單的 ESD 用品，距離 ESD 20.20 標準有很大的差距。很多企業(yè) 在遇到國外的大客戶現(xiàn)場稽核時，往往在做了精心的準備之后，卻還是因為 ESD 問題被拒之門外。 ESD 技術(shù)水平的提高是整個電子行業(yè)的當務(wù)之急，ESD 體系標準的推廣和普及任務(wù)艱巨。

　　有可能暴露于ESD事件的按鈕，需增加RC電路來引導(dǎo)ESD能量到地，一般電容取值為0.1μF，電阻取值為10K。按鍵周圍能敷滿地線（采用實心鋪地，不要網(wǎng)格鋪地）。

　　PCB上的電源接入點附近，電源線焊點后必須緊接一個105電容（104電容亦可，但105電容可提高抗ESD上限），此電容主要用于在電池倉開蓋打ESD時，泄放靜電能量到地。此處的地應(yīng)該鋪成一片大地。

　　除上述兩個措施之外，如果要進一步提高ESD性能，PCB上的地應(yīng)盡可能地鋪大片實心的地，不要使用網(wǎng)格鋪地的方式。此外，傳感器的地線接法設(shè)計，也有利于提升抗ESD性能。原則上，傳感器的地線焊點應(yīng)盡可能靠近電源接入焊點，以使靜電能量無需經(jīng)過板上繞線即到達傳感器，從而減輕對芯片的沖擊。

　　2. 提升AD性能

　　對于高手掌秤，特別是兩萬點以上的手掌秤而言，電路及PCB設(shè)計至關(guān)重要，合理的設(shè)計可以有效提高整秤性能。傳感器上的電容應(yīng)盡量靠近芯片管腳，且走線盡量等長平行。在開發(fā)具有時鐘功能的秤或者需要通信功能的秤時，通常需要使用外接晶振，晶振要盡量接近芯片，走線平行，晶振底部不能走線，敷滿地線。

　　本文小結(jié)

　　芯?？萍紝⒏咝阅蹵DC與MCU集成的產(chǎn)品開發(fā)思路為衡器行業(yè)提供了極具競爭性的解決方案，目前相關(guān)IC在國內(nèi)超過千家企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，低功耗的太陽能電子稱解決方案的推出順應(yīng)了當前低碳經(jīng)濟發(fā)展的大趨勢。為縮短客戶的產(chǎn)品面市時間并降低研發(fā)成本，芯?？萍紡漠a(chǎn)品上市之初就以“IC+系統(tǒng)標準方案”為終端客戶或方案商提供應(yīng)用支持，并提供成套的開發(fā)工具及豐富的應(yīng)用軟件包。