CSU32M10是一款8位電子煙MCU,內(nèi)置2K×16位MTP程序存儲(chǔ)器、104字節(jié)SRAM、128字節(jié)EEPROM,帶12bit高性能ADC和高精度低溫漂基準(zhǔn)電壓,集成專為電子煙應(yīng)用設(shè)計(jì)的硬件短路保護(hù)和霧化器阻抗測(cè)量功能,適用于中小功率電子煙應(yīng)用。
工作電壓2.35V~5.5V@Fcpu=4MHz,-40~85℃
電子煙專用特性
短路保護(hù)比較器,比較電壓支持VDD或PT3.4減去80/200/320/480mv四種配置
恒流源輸出,PT3.2口輸出恒定電流源50mA
內(nèi)置32/16/8/4/2MHz振蕩器,精度為±1%@5V,25℃
優(yōu)勢(shì)一:集成硬件短路保護(hù),省外圍、響應(yīng)速度快、安全可靠
電子煙是隨身攜帶、貼身使用的產(chǎn)品,安全是第一位的。在電子煙使用過(guò)程中,可能會(huì)遇到霧化器損壞、誤觸等意外情況導(dǎo)致的短路,如果不及時(shí)保護(hù),可能會(huì)引發(fā)電池爆炸、火災(zāi)等安全事故。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,經(jīng)常有以下幾種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)短路保護(hù):
1.通過(guò)芯片自身的LVR(低電壓復(fù)位)功能:
原理:發(fā)生短路時(shí),會(huì)把電池電壓VBAT拉到低于LVR電壓,MCU復(fù)位,停止工作。
缺點(diǎn):不可靠。遇到MOS內(nèi)阻大、電池帶載能力強(qiáng)時(shí),無(wú)法把VBAT拉低到LVR電壓,導(dǎo)致保護(hù)失效。
2.通過(guò)ADC檢測(cè)MOS輸出電壓實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)
原理:使用ADC檢測(cè)MOS的輸出電壓,根據(jù)電壓判斷。
缺點(diǎn):響應(yīng)速度慢。短路保護(hù)功能需要軟件來(lái)實(shí)現(xiàn),響應(yīng)速度無(wú)法保證,往往需要在電池端增加保護(hù)IC來(lái)提高短路保護(hù)的可靠性。而且在寸土寸金的電子煙中,增加保護(hù)IC和分壓電阻,會(huì)增大PCB的面積。
3.通過(guò)IO中斷實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)
原理:在MOS導(dǎo)通時(shí),如果發(fā)生短路,GPIO的電壓被拉低,產(chǎn)生中斷,由軟件來(lái)進(jìn)行保護(hù)。
缺點(diǎn):①需要增加一個(gè)電阻和一個(gè)二極管,增加PCB面積和成本。②軟件復(fù)雜。
CSU32M10突破常規(guī),集成了硬件短路保護(hù)功能,無(wú)需外圍即可實(shí)現(xiàn)安全可靠的短路保護(hù)功能,解決了上述方案的缺點(diǎn)。
原理:IC內(nèi)部集成短路保護(hù)模塊,檢測(cè)MOSFET工作時(shí)兩端的壓差,壓差超過(guò)設(shè)定閾值時(shí),關(guān)閉MOSFET,停止工作。
1.響應(yīng)快,更安全:硬件實(shí)現(xiàn),無(wú)軟件延遲,響應(yīng)速度快,避免電池電壓和MCU進(jìn)入異常狀態(tài),更安全;
2.測(cè)量精準(zhǔn),更可靠:可以根據(jù)MOS內(nèi)阻及保護(hù)電流,選擇80/200/320/480mV等多個(gè)保護(hù)閾值,更可靠;
3.無(wú)需外圍器件,減小PCB面積和BOMCost。
優(yōu)勢(shì)二:集成精準(zhǔn)的加熱絲阻抗測(cè)量功能,形成過(guò)吸保護(hù),讓電子煙更智能、用戶體驗(yàn)更好
電子煙產(chǎn)品使用過(guò)程中,會(huì)遇到這樣的問(wèn)題:
1.連續(xù)吸煙時(shí),煙油滲透速度慢,無(wú)法及時(shí)滲透到霧化器中,會(huì)導(dǎo)致霧化溫度過(guò)高、有焦糊味,用戶體驗(yàn)差
2.無(wú)法自動(dòng)檢測(cè)煙油是否用完,只能靠人用眼觀察
為了解決這些問(wèn)題,需要通過(guò)測(cè)量霧化器的阻抗來(lái)檢測(cè)工作溫度。
常規(guī)的方法是增加一個(gè)測(cè)量通路來(lái)實(shí)現(xiàn):
原理:在工作通路關(guān)斷的半周,通過(guò)測(cè)量采樣電阻上的電壓和電流來(lái)計(jì)算霧化器的阻抗,并進(jìn)一步計(jì)算溫度。
缺點(diǎn):
①需要增加2~3個(gè)電阻和1個(gè)MOS,在寸土寸金的電子煙產(chǎn)品中是致命的,而且增加成本;
②需要額外使用1個(gè)GPIO和2個(gè)ADC共計(jì)3個(gè)引腳,需要使用更高成本的MCU。
為了解決上述問(wèn)題,CSU32M10集成了煙絲阻抗測(cè)量模塊,無(wú)需外圍器件,僅需要1個(gè)IO即可實(shí)現(xiàn)。
原理:在MOS關(guān)斷的半周,輸出恒定電流,通過(guò)測(cè)量霧化器上的電壓來(lái)測(cè)量霧化器阻抗,并進(jìn)一步計(jì)算溫度。
優(yōu)點(diǎn):無(wú)需外圍器件,僅需1個(gè)引腳,減少BOMCost和PCB面積。
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