资产监测设备中关于UART转USB芯片CH340E引起的耗流问题分析

Posted 2021-10-07 瑞奇Ricky

近期笔者在处理某个资产监测设备项目的开发过程中，客户提出了从UART转USB，芯片CH340E引起的耗流差异问题。该问题不仅适用于资产监测设备，追踪器类产品多数都是以电池供电的，其对功耗极其敏感，但有时为了客户配置方便，会设计USB接口，比如较为常用的是UART转USB接口的CH340E芯片，下图是其常见的设计电路。

针对以上问题，笔者需要先解释资产监测设备的定义：
资产监测设备是基于物联网无线通信技术为基础，通过传感器监测资产所处的状况，包括了资产的实时位置、运动轨迹、运动状态等。资产监测设备设计了USB接口。待机情况下设备可使用一年，基于此特点，资产监测设备不仅能够应用于国内运输的场景，对于长周期的国际海运运输，资产监测设备也能够满足用户的需求，用户只需要远程登录可视化平台，即可对资产运动状态、运动轨迹、运动速度的数据进行查看，避免客户的资产在运输过程中遭受损失。

UART转USB芯片CH340E引起的耗流问题分析如下：

MCU的UART接到CH340E芯片转成USB差分信号，然后再接到USB连接器。下图电路在测试功耗时发现，即使将CH340E的V3和VCC管脚采用外部电源供电，也能在VCC_MCU处多测出500多uA的电流，可想而知，应该是CH340E的RXD或（和）TXD和MCU产生了串电现象。实验发现，将RXD管脚采用二极管隔离，可以有效阻止MCU对其的串电，使耗流降到理想水平，实际电路上解决办法只需将R31修改为肖特基二极管即可。

作为专业从事资产监测设备研发的工作人员，在不同的项目中经常会遇到客户的各类问题，其中耗流问题也是设备是否能保持长期续航的重要问题之一。
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