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從98年設(shè)計手機(jī)電池(鋰離子電池)充電器開始,到2000年設(shè)計第1個鋰離子電池保護(hù)板,到2001年設(shè)計2節(jié)串聯(lián)的DVD電池電路,到2002年設(shè)計3節(jié)串聯(lián)的電熱電池電路,到2003年設(shè)計4節(jié)串聯(lián)的筆記本電腦電池電路,再到2005年設(shè)計7S、10S、13S、20S的動力鋰離子電池電路,一直到現(xiàn)在,在鋰離子電池行業(yè)里已經(jīng)摸爬滾打8年了,其中有許多的失敗,也有不少的成功,辛酸的淚水與快樂的笑容一起伴隨著我在這個行業(yè)里成長著,這一路走來,有時摔得很痛,有時也收獲甜美的果實(shí),我愿意把我的這些經(jīng)歷,尤其是成長中的失敗經(jīng)歷,記錄下來,與大家分享,同時希望讀我文章的人能從中吸取些技術(shù)上的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),免走彎路。
在98年時,由于我原來所在的公司轉(zhuǎn)行了,公司里不再需要電子技術(shù)人員,我就離開了舊公司,到了一家專業(yè)從事手機(jī)電池與充電器產(chǎn)品的公司里工作,當(dāng)時我對鋰離子電池及充電器毫無了解,由于當(dāng)時的總工知道我會用PROTEL設(shè)計PCB板,因此就錄用了我,讓我在開發(fā)部工作,剛進(jìn)入公司時,我的月薪比我在舊公司時還要低,只有1350元。
我清楚的記得,我的第一個工作就是讓我設(shè)計一塊手機(jī)用鋰離子電池充電器的PCB,這是一個雙槽的鋰離子電池充電器,它的前槽是對手機(jī)充電的,后槽是對電池充電的,當(dāng)前槽插入手機(jī),而后槽也有電池時,前槽的手機(jī)能夠優(yōu)先充電,前槽手機(jī)充滿后自動轉(zhuǎn)入后槽電池充電。這種類型的充電器現(xiàn)在市場上已不常見到了,但在當(dāng)時,此類的充電器卻很普及。
這個充電器是當(dāng)時的總工用三星單片機(jī)設(shè)計的,這顆單片機(jī)并沒有A/D轉(zhuǎn)換功能,因此價格很低,它的A/D轉(zhuǎn)換是利用兩個運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)的,用來檢測電池電壓,由于當(dāng)時我只負(fù)責(zé)設(shè)計PCB,具體的軟件未曾見到,但充電器的充電效果還是較理想的。三星的單片機(jī)性價比較高,在98年時,這樣的電路成本算是較低的,因此整個產(chǎn)品還是很有市場競爭力的。我很想在這里把當(dāng)時的充電器電路貼上來,但在硬盤里找了很久,也沒找到電路的備份,只好作罷,只能等有時間時,我重新畫一個貼上來,8年過去了,這樣的電路估計現(xiàn)在也不會再有人使用了,不再算是舊公司的技術(shù)機(jī)密了吧。:)
我的總工所設(shè)計的這個充電器電路,它的輸入電源就是手機(jī)原配的電源適配器,電路中通過TL494構(gòu)成的BUCK電路進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換來降壓,TL494的兩路反饋中,一路作為電壓反饋來進(jìn)行恒壓控制,另一路作為電流反饋進(jìn)行恒流控制,而單片機(jī)在其中的作用就是檢測電壓、作充電指示、以及控制TL494的電流檔(電流分成高低兩檔)或關(guān)閉整個充電電路。它的充電方式從嚴(yán)格來說,是不算CC/CV模式的,因?yàn)閱纹瑱C(jī)會每隔一段時間(比如30秒左右)關(guān)斷充電電路,檢測電池的電壓是否達(dá)到4V2,若達(dá)到,則判斷為電池已經(jīng)充滿。這個電路雖然在今天看來并不是很理想的,但它的確能將電池充滿。
在電路板打樣回來后,研發(fā)人員對充電器進(jìn)行了測試,認(rèn)為功能是正常的,但這個電路在對有些電池充電時,測試的工程師說充電器有時會充到“開路”,這是我第一次在公司聽到這個名詞,而所謂的“開路”現(xiàn)象,也就是說,充電器的負(fù)載斷開了,在當(dāng)時,我只是設(shè)計PCB,并不明白它為什么會變成“開路”,而在實(shí)質(zhì)上,是這個充電器在某種狀態(tài)下,把鋰離子電池充電到進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)了,而無法再充電,表現(xiàn)出了“開路”的狀態(tài)。不過,雖然會開路,開發(fā)部的工程師認(rèn)為這可能是電池的問題,因?yàn)橛械碾姵卦谕慌_充電器上并不會出現(xiàn)充電過程中的“開路”現(xiàn)象。不過,會出現(xiàn)“開路”現(xiàn)象的電池,在有的充電器上并不會出現(xiàn)同樣的問題,這聽起來這有些象是兼容性問題,就比如一個用戶有個CDROM,讀不出盤,他找到CDROM廠家,廠家說是盤的問題,因?yàn)樗腃DROM可以讀出好盤,他又找到賣盤的,賣盤的說是CDROM的問題,因?yàn)閯e的CDROM能讀出這張盤,于是這個用戶的問題仍然無法解決。在當(dāng)時,我們也認(rèn)為這并不是充電器的問題。:)
我的總工在我來這個公司2個月后,因?yàn)閭€人發(fā)展原因,就離開這個公司了,在他離開后,我才得知,他的年薪是60萬,這個數(shù)字,對當(dāng)時的我來說,簡直是個天文數(shù)字,我無論如何也想不明白,拿著這么高的薪水,為何還要離開。
總工離開兩天后,總臺小姐讓我去總經(jīng)理辦公室開會,我隱隱約約感覺到,一定是有什么重要的事要讓我來做了。
當(dāng)我來到總經(jīng)理辦公室時,我的心里變得緊張了起來,因?yàn)槲铱吹睫k公室的圓桌上坐著3個人,都是公司的高層,其中包括董事長和總經(jīng)理、以及副總,總經(jīng)理向我了解了一些我以前所做過的產(chǎn)品研發(fā),并問我對單片機(jī)是否了解,對此我給予了很有信心的答復(fù)。因?yàn)閷τ趩纹瑱C(jī),我從94年就開始使用了,不過只用過MICROCHIP的PIC16C54~57系列,我曾用PIC單片機(jī)開發(fā)過幾種產(chǎn)品,其中包括防盜報警器,鐘控開關(guān)插座之類??偨?jīng)理告訴我,由于總工離開了公司,現(xiàn)在公司里需要一個熟悉單片機(jī)應(yīng)用的人,來做充電器產(chǎn)品的研發(fā)工作,但由于公司里缺乏這方面的人才,希望我能幫助公司把這方面的事情扛起來,我當(dāng)時并不熟悉三星單片機(jī)的應(yīng)用,也對充電器產(chǎn)品了解不深,但面對領(lǐng)導(dǎo)的信任與期待,我爽快地答應(yīng)了。
在我走出總經(jīng)理辦公室時,副總笑著對我說:“喔,我并不知道是你來到公司了。”,我也跟著笑了,知道他想起我了。這里我補(bǔ)充一段兩年前的一段故事。
我在96年時,經(jīng)一位朋友的介紹,就曾經(jīng)到這家公司應(yīng)聘過,當(dāng)時面試我的是企劃部的經(jīng)理,面試時,先是填了一張履歷表,又被要求翻譯一篇英文資料,然后被帶到電腦前操作一些軟件,我當(dāng)時一共被要求做了AUTOCAD的軟件操作,還有數(shù)據(jù)庫軟件DBASE的軟件操作和PROTEL的軟件操作,由于我94年就有電腦了,平常又愛玩各種軟件,因此這些操作對我來說是小菜一碟,但我把英語文章翻譯得一踏糊涂,不過我的其它能力讓面試者認(rèn)為我可以一用,于是我就被帶到了一位管理員前面,那位管理員看到我翻譯的文章,對我說:“你的英文比較差呀”,不過企劃部經(jīng)理向他說明我其它方面還不錯,因此他同意錄用我了。而當(dāng)時的這位管理員就是現(xiàn)在的副總(在今天,他已經(jīng)是公司的總載了,管著好幾個總經(jīng)理:)。)不過,在96年時,我雖然被錄用了,但并未到這個公司報到,仍然留在了舊公司。兩年后的重新相聚,也許真的算是緣份了!
在此前,開發(fā)部的經(jīng)理一職是總工兼任的,在總工離開后,就由企劃部的經(jīng)理擔(dān)任開發(fā)部的經(jīng)理了,從此,我在這家公司里,從電子工程師一直做到副總工程師,他在很長一段時間里一直都是我的上級,我的成長與他的培養(yǎng)是分不開的,即使現(xiàn)在已經(jīng)離開了這家公司,內(nèi)心里仍然對他很感激,當(dāng)時我稱呼他為“郭經(jīng)理”,我本無意把他的姓氏寫出來的,但為了文章里表達(dá)的方便,只好這樣,對我稍有熟悉的人,應(yīng)都能猜出他是誰了。
在當(dāng)時,公司里還沒有開始生產(chǎn)鋰離子電池(鋰離子電池是99年才開始生產(chǎn)的),所生產(chǎn)的產(chǎn)品就是充電器和其它次要配件(如手機(jī)皮套之類),而充電器是關(guān)系到整個公司生存的重要產(chǎn)品,對于整個公司來說, 研發(fā)與銷售是整個公司管理體系的重中之重,在總工離職后,研發(fā)的管理重?fù)?dān)就落在了開發(fā)部的新經(jīng)理—郭經(jīng)理身上了。
郭經(jīng)理在未上任前,已感覺到了充電器產(chǎn)品中可能存在的質(zhì)量問題,而他無法知道問題出在哪里,不過他有他的管理方法,從他上任開始,就要求整個開發(fā)部“一切用數(shù)據(jù)說話”,并把它寫成大字的橫幅,掛在了開發(fā)部的墻壁上。在開發(fā)部的第一次全體會議上,他告訴我們不要主觀判斷一個產(chǎn)品是好還是不好,充電器對電池是充得滿還是充不滿,要用數(shù)據(jù)來說話,用電壓、電流、充電時間等詳細(xì)的測試數(shù)據(jù)來說話,并提出了“充電飽和度”這個概念,用“充電飽和度”作為判斷充電器好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一。我想很多讀者對這個概念可能是陌生的,在這里我就對此作一說明。
所謂的充電飽和度,是先將測試用的鋰離子電池以0.2C的電流進(jìn)行CC/CV(指恒流/恒壓,下同)充電,當(dāng)充電到CV(指恒壓,下同)模式電流小于0.01C時,認(rèn)為電池已經(jīng)充滿,并將電池擱置1小時左右,再將它以0.2C的電流進(jìn)行CC(指恒流,下同)放電,放電至2.75V截止電壓,計算電池所放出的容量值(電流與時間乘積的積分),認(rèn)為這是電池的實(shí)際容量值。接著將該電池用充電器進(jìn)行充電,直至充電器判斷為充滿后轉(zhuǎn)燈(充電時的紅燈轉(zhuǎn)為充滿時的綠燈),取下電池,將電池擱置1小時左右,再將電池以0.2C的電流進(jìn)行CC放電,放電至2.75V截止電壓,計算電池所放出的容量值,此時的容量值是充電器對電池的充滿容量。而充電飽和度=充電器對電池的充滿容量/電池的實(shí)際容量*100%,這個百分值就是充電飽和度。在引進(jìn)這個概念后,一個充電器是否能對電池充滿,它的充電效果如何,就一目了然了。
與之前的開發(fā)部經(jīng)理相比,郭經(jīng)理是一個對電子技術(shù)并不精通的管理人員,但他優(yōu)秀的技術(shù)管理能力,卻從此得以發(fā)揮,對公司未來的發(fā)展,起了重要作用。從他身上,我開始學(xué)到一些技術(shù)之外的重要東西。
郭經(jīng)理上任的第二件事,就是建立手機(jī)充電器產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),這個任務(wù)指定由60多歲的黃工(高級工程師)來完成,黃工曾在省內(nèi)一家大型國有企業(yè)擔(dān)任過總工,對企業(yè)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化方面非常熟悉,他在退休后繼續(xù)散發(fā)著余熱,為這個公司貢獻(xiàn)著自已多年的工作經(jīng)驗(yàn)。黃工的性子很直爽,總是不留情面的指出別人的錯誤,而且對工作一絲不茍,絕不容許有絲毫的差錯,哪怕有一點(diǎn)小錯,也一定要別人改正。就比如電路原理圖中所標(biāo)注的1k電阻,k字必須小寫,如果寫成大寫的K字,在標(biāo)準(zhǔn)化方面,是無法通過他的審核的。我剛開始時在他那里也吃過許多苦頭,設(shè)計文件常常無法通過標(biāo)準(zhǔn)化審核,但經(jīng)過一段時間磨練后,工程師們就會很自覺地做到文件符合標(biāo)準(zhǔn)化要求了。這種磨練,對新工程師來說實(shí)際上是很需要的,現(xiàn)在每當(dāng)我看到一些工程師亂七八糟的圖紙時,總會想起近乎苛刻的可敬又可愛的黃工。
充電器產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),從初稿到復(fù)審再復(fù)審,反復(fù)修改后,終于制訂完成了。有了標(biāo)準(zhǔn)之后,就象有了把尺子,就有了對產(chǎn)品質(zhì)量好壞的衡量依據(jù),公司產(chǎn)品的質(zhì)量管理方面,開始慢慢走向正軌。
順便插上一句,當(dāng)99年國家開始制訂手機(jī)充電器產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn)時,就是在這份企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上作了些修改而完成的,而同樣,在以后制訂鋰離子電池產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn)時,這家公司的鋰離子電池產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也成為了制訂國家標(biāo)準(zhǔn)的重要參考。
在那以后,我開始學(xué)習(xí)三星單片機(jī),準(zhǔn)備接手新項(xiàng)目的開發(fā),但新的充電器產(chǎn)品中仍然沿用著舊電路,由于此前公司已經(jīng)掩膜了幾種共幾十萬片的三星單片機(jī)在倉庫里,這些單片機(jī)是必須要先用掉的,而我所能做的工作,就是設(shè)計新產(chǎn)品的PCB,所謂的新產(chǎn)品,其實(shí)只是外形各不相同,而內(nèi)部的電路與之前所用的電路是一樣的。
也許是公司出于對我的能力的擔(dān)心,在一個月之后,又用高薪從部隊聘請來了兩位單片機(jī)的應(yīng)用高手,讓他們用三星單片機(jī)為公司開發(fā)新的電路,我則繼續(xù)開發(fā)用舊電路的新產(chǎn)品。而對我來說,我覺得我一定可以從這兩位高手身上學(xué)到新的東西,同時,我并沒有把三星單片機(jī)放下,也在繼續(xù)學(xué)習(xí)著。
新聘請來的兩位工程師不愧是業(yè)內(nèi)的高手,他們以前也從未使用過三星單片機(jī),但有二十多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn),只用了兩周時間就完全熟悉了硬件與指令系統(tǒng),并開始了新方案的設(shè)計。
新的充電器電路方案采用了三星的KS86P4304(注:這個型號的單片機(jī)后來被三星公司改名為S3C9434)單片機(jī)來控制,這顆單片機(jī)有多路A/D,并有一路PWM輸出,因此新方案中就不再使用TL494,而由單片機(jī)產(chǎn)生的PWM來控制輸出電壓與電流,這樣電路更為簡潔明了,而成本也略有下降,不過,在充電器對電池充電的檢測過程中,有時仍然會出現(xiàn)充電器把電池充到“開路”的現(xiàn)象。
這時已經(jīng)是1999年,國內(nèi)已經(jīng)有了第一部國產(chǎn)手機(jī),還有不少國內(nèi)公司準(zhǔn)備進(jìn)入手機(jī)行業(yè),公司內(nèi)鋰離子電池的制造與生產(chǎn)也已開始上馬,這時生產(chǎn)的鋰離子手機(jī)電池,還是以品牌電池為主,主要是給國外手機(jī)配套的二手電池。我們在對各種鋰離子電池的檢測過程中,發(fā)現(xiàn)不同的鋰離子電池內(nèi)部的保護(hù)電路的過充電保護(hù)值是不一樣的,有些電池是4.35V,有些電池是4.25V,還有的則是4.2V左右,保護(hù)值越低的電池,越容易出現(xiàn)“充電開路”現(xiàn)象。針對這個問題,郭經(jīng)理與兩位工程師作了研究后,決定用一些智能的辦法來解決,就是在充電器內(nèi)部加一個小電流放電回路,充電時先用正常的恒壓值(4V2)對電池進(jìn)行充電,一旦判斷到電池被充電至進(jìn)入保護(hù)狀態(tài),就打開放電回路對電池放電,解除電池的過充電保護(hù),然后再用低一檔的電壓值對電池充電,以避免將電池充電至過充電保護(hù)狀態(tài)。這種方法雖然能對“開路”問題有所解決,但畢竟增加了電路成本,也使電路變得復(fù)雜了。
由于原有的掩膜芯片庫存太多,而在1999年時,充電器行業(yè)內(nèi)又有新的廠家不斷加入,競爭日趨激烈,利潤不斷下滑,公司在手機(jī)充電器行業(yè)的市場份額也有所萎縮,兩位工程師所設(shè)計的充電器電路,最終未能形成大批量的生產(chǎn),而公司也已經(jīng)處于連續(xù)兩年的虧損之中,因此在年底,兩位高工與公司的合同到期后,公司決定不再續(xù)簽,這樣,用單片機(jī)做充電器開發(fā)的后續(xù)工作,又自然地移到了我的身上。
新世紀(jì)到來時,我在新公司里也已工作一年多了,此時的公司,在連續(xù)虧損的壓力下,不再呈現(xiàn)出原有的活力,手機(jī)充電器行業(yè)的競爭也越來越惡化,許多廠家都在打價格戰(zhàn),利潤也越來越低。而在手機(jī)行業(yè),卻正是國產(chǎn)手機(jī)剛剛破土發(fā)芽的狀態(tài),此時對市場有著敏銳嗅覺的公司高層,從中看到了一線生機(jī),毅然決定另外成立一個獨(dú)立核算的部門,專業(yè)從事手機(jī)鋰離子電池行業(yè),并把OEM客戶作為重點(diǎn)的發(fā)展方向,從而公司內(nèi)按充電器與電池分成了兩大部門。
這個新成立的部門叫能源事業(yè)部,剛成立時只有6個人(線上的工人不算在內(nèi)),由原來的副總?cè)慰偨?jīng)理,原開發(fā)部經(jīng)理擔(dān)任副總,從外部聘來一名廠務(wù)經(jīng)理,剩下的三人都屬于開發(fā)部,1個是結(jié)構(gòu)主管,1個是電路主管,1個是工藝主管,開發(fā)部也不設(shè)經(jīng)理,直接歸副總管轄。這時的我們,只有官,沒有兵,一切都要從頭開始。
由于公司里用單片機(jī)開發(fā)充電器方面的工作,仍然無人接手,我只好在開發(fā)鋰離子電池保護(hù)電路的同時,也兼著充電器的開發(fā)工作。這時的我,才第一次真正地接觸到鋰離子電池的保護(hù)電路,當(dāng)時所使用的保護(hù)IC,是精工公司的S-8491,這顆保護(hù)IC是精工公司早期出品的,性能不太好,它的典型應(yīng)用電路如下圖所示。而配套使用的MOSFET,是FAIRCHILD公司的FDS9926,這顆MOSFET導(dǎo)通電阻較大,達(dá)到35毫歐,因此整個保護(hù)電路上的內(nèi)阻,會達(dá)到70毫歐。由于精工的這顆IC的過流檢測電壓值只有0.1V,但由于過流檢測是從MOSFET相連的D極處取樣,因此整個保護(hù)電路的過流檢測值還算正常,有0.1/0.35=2.8A左右。這個電路讓我吃過一次苦頭,下文中繼續(xù)說明。
與精工后來推出的S-8231、S-8241、S-8261單節(jié)鋰離子電池保護(hù)IC相比,S-8491是個相當(dāng)不成熟的產(chǎn)品,但那時卻是我唯一的選擇,因?yàn)楫?dāng)時市場上的單節(jié)鋰離子電池保護(hù)IC,除了精工,只有理光,而理光與我們并無任何業(yè)務(wù)往來。
S-8491的最大不足之處,是它過充電保護(hù)后的恢復(fù),當(dāng)電池被過充電保護(hù)后,它的保護(hù)解除條件只有一種,就是電芯的電壓下降到過充電保護(hù)恢復(fù)電壓以下,而如果電芯電壓未降到該電壓以下,即使電池不再充電,而是接著負(fù)載放電,它也不解除對電池的過充電保護(hù)。
當(dāng)我們用這顆保護(hù)IC做了些鋰離子電池給一個重要的客戶測試時,問題就出現(xiàn)了,客戶發(fā)現(xiàn)這種電池在充電器上充滿后放在手機(jī)上使用時,手機(jī)卻顯示低電量的格數(shù),而且待機(jī)時間非常短。而有的時候,充滿的電池在手機(jī)上顯示低電量的格數(shù),用了一段時間后,電量的格數(shù)卻跳變?yōu)闈M格了,待機(jī)時間也隨之變長。我們將客戶的手機(jī)、充電器與電池一起做了實(shí)驗(yàn),確實(shí)存在這么奇怪的現(xiàn)象,再進(jìn)一步深入分析,發(fā)現(xiàn)根本原因在于充電器,但會發(fā)現(xiàn)這種問題卻與保護(hù)IC脫不了干系。
這個問題實(shí)際上是這樣產(chǎn)生的,首先,客戶使用了非CC/CV模式的充電器(比如早期諾基亞手機(jī)的充電電路),由于充電電壓過高,充電器將電池充電到進(jìn)入過充電保護(hù)狀態(tài),這時,由于充電電流不再存在,充電器顯示電池已充滿。當(dāng)用戶將電池接入手機(jī)時,假設(shè)此時電芯電壓為4.3V,由于充電保護(hù)的MOSFET仍處于關(guān)斷狀態(tài),電池端的輸出電壓=4.3V-0.7V=3.6V,其中的0.7V壓降是充電保護(hù)MOSFET關(guān)斷后的體二極管產(chǎn)生的。手機(jī)檢測到電池電壓只有3V6,自然顯示低電量的格數(shù),隨著使用過程,電池端的電壓繼續(xù)下降,有的手機(jī)下降到3V4時,就自動關(guān)機(jī)了,而此時的電芯電壓還有4.1V(3.4V+0.7V),當(dāng)然待機(jī)時間極短。而有的手機(jī)下降到3V3才關(guān)機(jī),但是由于降到3.35V時,電芯的電壓為3.35+0.7=4.05V,低于過充電保護(hù)恢復(fù)電壓,此時保護(hù)解除,電池端電壓與電芯電壓相等,手機(jī)顯示的電池電量格數(shù)就會從低格數(shù)跳變成滿格,待機(jī)時間也變長。
而如果被過充電保護(hù)的電池,在移去充電器接入負(fù)載后,能自動解除保護(hù),就不會產(chǎn)生這種現(xiàn)象,國外一些手機(jī)廠家的電池由于采用其它型號保護(hù)IC,并沒有發(fā)現(xiàn)類似的問題。在這次產(chǎn)品開發(fā)過程中,我們無力去指責(zé)客戶的充電電路有問題,只能去改善自已的電池電路。在新的電池產(chǎn)品開發(fā)中,我于是丟棄了S-8491,采用了精工公司剛推出不久的新產(chǎn)品S-8231,但在新的電路上,我遭遇到了工作以來的最大失敗。
新世紀(jì)到來時,我在新公司里也已工作一年多了,此時的公司,在連續(xù)虧損的壓力下,不再呈現(xiàn)出原有的活力,手機(jī)充電器行業(yè)的競爭也越來越惡化,許多廠家都在打價格戰(zhàn),利潤也越來越低。而在手機(jī)行業(yè),卻正是國產(chǎn)手機(jī)剛剛破土發(fā)芽的狀態(tài),此時對市場有著敏銳嗅覺的公司高層,從中看到了一線生機(jī),毅然決定另外成立一個獨(dú)立核算的部門,專業(yè)從事手機(jī)鋰離子電池行業(yè),并把OEM客戶作為重點(diǎn)的發(fā)展方向,從而公司內(nèi)按充電器與電池分成了兩大部門。
這個新成立的部門叫能源事業(yè)部,剛成立時只有6個人(線上的工人不算在內(nèi)),由原來的副總?cè)慰偨?jīng)理,原開發(fā)部經(jīng)理擔(dān)任副總,從外部聘來一名廠務(wù)經(jīng)理,剩下的三人都屬于開發(fā)部,1個是結(jié)構(gòu)主管,1個是電路主管,1個是工藝主管,開發(fā)部也不設(shè)經(jīng)理,直接歸副總管轄。這時的我們,只有官,沒有兵,一切都要從頭開始。
由于公司里用單片機(jī)開發(fā)充電器方面的工作,仍然無人接手,我只好在開發(fā)鋰離子電池保護(hù)電路的同時,也兼著充電器的開發(fā)工作。這時的我,才第一次真正地接觸到鋰離子電池的保護(hù)電路,當(dāng)時所使用的保護(hù)IC,是精工公司的S-8491,這顆保護(hù)IC是精工公司早期出品的,性能不太好,它的典型應(yīng)用電路如下圖所示。而配套使用的MOSFET,是FAIRCHILD公司的FDS9926,這顆MOSFET導(dǎo)通電阻較大,達(dá)到35毫歐,因此整個保護(hù)電路上的內(nèi)阻,會達(dá)到70毫歐。由于精工的這顆IC的過流檢測電壓值只有0.1V,但由于過流檢測是從MOSFET相連的D極處取樣,因此整個保護(hù)電路的過流檢測值還算正常,有0.1/0.35=2.8A左右。這個電路讓我吃過一次苦頭,下文中繼續(xù)說明。

新聘請來的兩位工程師不愧是業(yè)內(nèi)的高手,他們以前也從未使用過三星單片機(jī),但有二十多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn),只用了兩周時間就完全熟悉了硬件與指令系統(tǒng),并開始了新方案的設(shè)計。
新的充電器電路方案采用了三星的KS86P4304(注:這個型號的單片機(jī)后來被三星公司改名為S3C9434)單片機(jī)來控制,這顆單片機(jī)有多路A/D,并有一路PWM輸出,因此新方案中就不再使用TL494,而由單片機(jī)產(chǎn)生的PWM來控制輸出電壓與電流,這樣電路更為簡潔明了,而成本也略有下降,不過,在充電器對電池充電的檢測過程中,有時仍然會出現(xiàn)充電器把電池充到“開路”的現(xiàn)象。
這時已經(jīng)是1999年,國內(nèi)已經(jīng)有了第一部國產(chǎn)手機(jī),還有不少國內(nèi)公司準(zhǔn)備進(jìn)入手機(jī)行業(yè),公司內(nèi)鋰離子電池的制造與生產(chǎn)也已開始上馬,這時生產(chǎn)的鋰離子手機(jī)電池,還是以品牌電池為主,主要是給國外手機(jī)配套的二手電池。我們在對各種鋰離子電池的檢測過程中,發(fā)現(xiàn)不同的鋰離子電池內(nèi)部的保護(hù)電路的過充電保護(hù)值是不一樣的,有些電池是4.35V,有些電池是4.25V,還有的則是4.2V左右,保護(hù)值越低的電池,越容易出現(xiàn)“充電開路”現(xiàn)象。針對這個問題,郭經(jīng)理與兩位工程師作了研究后,決定用一些智能的辦法來解決,就是在充電器內(nèi)部加一個小電流放電回路,充電時先用正常的恒壓值(4V2)對電池進(jìn)行充電,一旦判斷到電池被充電至進(jìn)入保護(hù)狀態(tài),就打開放電回路對電池放電,解除電池的過充電保護(hù),然后再用低一檔的電壓值對電池充電,以避免將電池充電至過充電保護(hù)狀態(tài)。這種方法雖然能對“開路”問題有所解決,但畢竟增加了電路成本,也使電路變得復(fù)雜了。
由于原有的掩膜芯片庫存太多,而在1999年時,充電器行業(yè)內(nèi)又有新的廠家不斷加入,競爭日趨激烈,利潤不斷下滑,公司在手機(jī)充電器行業(yè)的市場份額也有所萎縮,兩位工程師所設(shè)計的充電器電路,最終未能形成大批量的生產(chǎn),而公司也已經(jīng)處于連續(xù)兩年的虧損之中,因此在年底,兩位高工與公司的合同到期后,公司決定不再續(xù)簽,這樣,用單片機(jī)做充電器開發(fā)的后續(xù)工作,又自然地移到了我的身上。
郭經(jīng)理上任的第二件事,就是建立手機(jī)充電器產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),這個任務(wù)指定由60多歲的黃工(高級工程師)來完成,黃工曾在省內(nèi)一家大型國有企業(yè)擔(dān)任過總工,對企業(yè)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化方面非常熟悉,他在退休后繼續(xù)散發(fā)著余熱,為這個公司貢獻(xiàn)著自已多年的工作經(jīng)驗(yàn)。黃工的性子很直爽,總是不留情面的指出別人的錯誤,而且對工作一絲不茍,絕不容許有絲毫的差錯,哪怕有一點(diǎn)小錯,也一定要別人改正。就比如電路原理圖中所標(biāo)注的1k電阻,k字必須小寫,如果寫成大寫的K字,在標(biāo)準(zhǔn)化方面,是無法通過他的審核的。我剛開始時在他那里也吃過許多苦頭,設(shè)計文件常常無法通過標(biāo)準(zhǔn)化審核,但經(jīng)過一段時間磨練后,工程師們就會很自覺地做到文件符合標(biāo)準(zhǔn)化要求了。這種磨練,對新工程師來說實(shí)際上是很需要的,現(xiàn)在每當(dāng)我看到一些工程師亂七八糟的圖紙時,總會想起近乎苛刻的可敬又可愛的黃工。
充電器產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),從初稿到復(fù)審再復(fù)審,反復(fù)修改后,終于制訂完成了。有了標(biāo)準(zhǔn)之后,就象有了把尺子,就有了對產(chǎn)品質(zhì)量好壞的衡量依據(jù),公司產(chǎn)品的質(zhì)量管理方面,開始慢慢走向正軌。
順便插上一句,當(dāng)99年國家開始制訂手機(jī)充電器產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn)時,就是在這份企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上作了些修改而完成的,而同樣,在以后制訂鋰離子電池產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn)時,這家公司的鋰離子電池產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也成為了制訂國家標(biāo)準(zhǔn)的重要參考。
在那以后,我開始學(xué)習(xí)三星單片機(jī),準(zhǔn)備接手新項(xiàng)目的開發(fā),但新的充電器產(chǎn)品中仍然沿用著舊電路,由于此前公司已經(jīng)掩膜了幾種共幾十萬片的三星單片機(jī)在倉庫里,這些單片機(jī)是必須要先用掉的,而我所能做的工作,就是設(shè)計新產(chǎn)品的PCB,所謂的新產(chǎn)品,其實(shí)只是外形各不相同,而內(nèi)部的電路與之前所用的電路是一樣的。
也許是公司出于對我的能力的擔(dān)心,在一個月之后,又用高薪從部隊聘請來了兩位單片機(jī)的應(yīng)用高手,讓他們用三星單片機(jī)為公司開發(fā)新的電路,我則繼續(xù)開發(fā)用舊電路的新產(chǎn)品。而對我來說,我覺得我一定可以從這兩位高手身上學(xué)到新的東西,同時,我并沒有把三星單片機(jī)放下,也在繼續(xù)學(xué)習(xí)著。
(待續(xù))
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