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CSU32M10電子煙專用MCU,含短路保護比較器

Tukun ? 來源:Tukun ? 作者:Tukun ? 2024-12-14 13:24 ? 次閱讀
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CSU32M10是一款8位電子煙MCU,內置2K×16位MTP程序存儲器、104字節(jié)SRAM、128字節(jié)EEPROM,帶12bit高性能ADC高精度低溫漂基準電壓,集成專為電子煙應用設計的硬件短路保護和霧化器阻抗測量功能,適用于中小功率電子煙應用。

工作電壓2.35V~5.5V@Fcpu=4MHz,-40~85℃

電子煙專用特性

短路保護比較器,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

內置32/16/8/4/2MHz振蕩器,精度為±1%@5V,25℃

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優(yōu)勢一:集成硬件短路保護,省外圍、響應速度快、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。在電子煙使用過程中,可能會遇到霧化器損壞、誤觸等意外情況導致的短路,如果不及時保護,可能會引發(fā)電池爆炸、火災等安全事故。

產(chǎn)品設計中,經(jīng)常有以下幾種方法來實現(xiàn)短路保護:

1.通過芯片自身的LVR(低電壓復位)功能:

原理:發(fā)生短路時,會把電池電壓VBAT拉到低于LVR電壓,MCU復位,停止工作。

缺點:不可靠。遇到MOS內阻大、電池帶載能力強時,無法把VBAT拉低到LVR電壓,導致保護失效。

2.通過ADC檢測MOS輸出電壓實現(xiàn)短路保護

原理:使用ADC檢測MOS的輸出電壓,根據(jù)電壓判斷。

缺點:響應速度慢。短路保護功能需要軟件來實現(xiàn),響應速度無法保證,往往需要在電池端增加保護IC來提高短路保護的可靠性。而且在寸土寸金的電子煙中,增加保護IC和分壓電阻,會增大PCB的面積。

3.通過IO中斷實現(xiàn)短路保護

原理:在MOS導通時,如果發(fā)生短路,GPIO的電壓被拉低,產(chǎn)生中斷,由軟件來進行保護。

缺點:①需要增加一個電阻和一個二極管,增加PCB面積和成本。②軟件復雜。

CSU32M10突破常規(guī),集成了硬件短路保護功能,無需外圍即可實現(xiàn)安全可靠的短路保護功能,解決了上述方案的缺點。

原理:IC內部集成短路保護模塊,檢測MOSFET工作時兩端的壓差,壓差超過設定閾值時,關閉MOSFET,停止工作。

1.響應快,更安全:硬件實現(xiàn),無軟件延遲,響應速度快,避免電池電壓和MCU進入異常狀態(tài),更安全;

2.測量精準,更可靠:可以根據(jù)MOS內阻及保護電流,選擇80/200/320/480mV等多個保護閾值,更可靠;

3.無需外圍器件,減小PCB面積和BOMCost。

優(yōu)勢二:集成精準的加熱絲阻抗測量功能,形成過吸保護,讓電子煙更智能、用戶體驗更好

電子煙產(chǎn)品使用過程中,會遇到這樣的問題:

1.連續(xù)吸煙時,煙油滲透速度慢,無法及時滲透到霧化器中,會導致霧化溫度過高、有焦糊味,用戶體驗差

2.無法自動檢測煙油是否用完,只能靠人用眼觀察

為了解決這些問題,需要通過測量霧化器的阻抗來檢測工作溫度。

常規(guī)的方法是增加一個測量通路來實現(xiàn):

原理:在工作通路關斷的半周,通過測量采樣電阻上的電壓和電流來計算霧化器的阻抗,并進一步計算溫度。

缺點:

①需要增加2~3個電阻和1個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GPIO和2個ADC共計3個引腳,需要使用更高成本的MCU。

為了解決上述問題,CSU32M10集成了煙絲阻抗測量模塊,無需外圍器件,僅需要1個IO即可實現(xiàn)。

原理:在MOS關斷的半周,輸出恒定電流,通過測量霧化器上的電壓來測量霧化器阻抗,并進一步計算溫度。

優(yōu)點:無需外圍器件,僅需1個引腳,減少BOMCost和PCB面積。

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