CSU32M10是一款8位電子煙MCU,內置2K×16位MTP程序存儲器、104字節SRAM、128字節EEPROM,帶12bit高性能ADC和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℃
優勢一: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,可能會引發電池爆炸、火災等安全事故。
產品設計中,經常有以下幾種方法來實現短路保護:
1.通過芯片自身的LVR(低電壓復位)功能:
原理:發生短路時,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。
原理:使用ADC檢測MOS的輸出電壓,根據電壓判斷。
缺點:響應速度慢。短路保護功能需要軟件來實現,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中斷實現短路保護
原理:在MOS導通時,如果發生短路,GPIO的電壓被拉低,產生中斷,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,集成了硬件短路保護功能,無需外圍即可實現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,無軟件延遲,響應速度快,避免電池電壓和MCU進入異常狀態,更安全;
2.測量精準,更可靠:可以根據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
電子煙產品使用過程中,會遇到這樣的問題:
1.連續吸煙時,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。
常規的方法是增加一個測量通路來實現:
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。
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。
優點:無需外圍器件,僅需1個引腳,減少BOMCost和PCB面積。
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