Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2006 №6

Добавление защиты со сторожевым таймером к управляющему ШИМ-входу зарядного устройства

Тьюб Лен


В мобильных телефонах процессом зарядки батареи управляет baseband-контроллер, действующий в соответствии с алгоритмами зарядки. Обычно вход зарядного устройства подключается к батарее через p-канальный коммутирующий элемент (в открытом состоянии его омическое сопротивление чрезвычайно мало). Этот переключатель управляется ШИМ-сигналом от baseband-контроллера.

Для того чтобы снизить рассеиваемую мощность и, как следствие, проблемы с отводом тепла в телефонах, внешние цепи схемы зарядного устройства ограничивают ток и задают его на таком уровне, чтобы удовлетворить требования химического состава и параметров заряжаемой батареи. На рис. 1 показана схема внешних цепей, выполненных в соответствии с приведенным сценарием зарядки аккумуляторной батареи.

Рис. 1. Типовая схема входных цепей зарядного устройства
Рис. 1. Типовая схема входных цепей зарядного устройства

Однако если baseband-процессор «зависнет» по какой-либо причине, возникает достаточно высокий потенциальный риск повреждения подсистемы питания и аккумуляторной батареи посредством коммутации напряжения с выхода зарядного устройства напрямую к батарее в течение неопределенного промежутка времени. Избежать этого можно при следующем условии: необходимо, чтобы схема следила за ШИМ-входом и отключила после определенного промежутка времени батарею при помощи p-канального транзисторного переключателя. В идеале защита должна быть независимой от процессора и при возникновении сбоя способной перезапустить схему генерации ШИМ-сигнала.

Рис. 2. Защита при помощи сторожевого таймера, добавленная во входные цепи зарядного устройства
Рис. 2. Защита при помощи сторожевого таймера, добавленная во входные цепи зарядного устройства

На рис. 2. показана подсистема цепей зарядки батареи. Она включает микросхему MAX6321-HPUK30-CY — супервизор, совмещенный со сторожевым таймером, которые защищают ШИМ-вход при помощи микросхемы MAX4514-CUK (нормально открытого однополюсного аналогового коммутатора). Элементы R4, D2 и C1 защищают микросхемы от напряжений выше 5,1 В, возникающих на линии Vcc в периоды, когда напряжение с зарядного устройства превышает установленные пределы. Ток покоя дополнительных цепей очень мал (30 мкА), так что выбор сопротивления резистора R4 некритичен. Сопротивление резистора R4 выбирается таким образом, чтобы обеспечить достаточный ток (0,5 мА) для вывода стабилитрона в нужную рабочую точку. Пока зарядное устройство не подключено, цепи дополнительной защиты также не имеют питания, поэтому схема не создает дополнительной нагрузки на батарею в периоды, когда зарядное устройство не используется. Выход RESET/ предназначен для того, чтобы генерировать сигнал прерывания CHARGER READY/, который подается на baseband-контроллер. Тип выхода сигнала — с открытым стоком — позволяет управлять и другими частями рабочей схемы, имеющими отдельную подсистему питания. Таким образом, пока зарядное устройство не работает, цепи сторожевого таймера и ШИМ выключены.

Рис. 3. Временные зависимости сигналов сброса
Рис. 3. Временные зависимости сигналов сброса

Последовательность событий начинается с того, что к соответствующему разъему подключается активное зарядное устройство. Когда напряжение достигает 3 В и выше, начинается период сброса. Спустя 200 мс сигнал сброса (рис. 3) принимает низкий уровень, и, соответственно, сигнал на выходе RESET/ становится высоким. RESET/ открывает однополюсный аналоговый коммутатор и разблокирует вход ШИМ. В то же время вход сторожевого таймера (рис. 4) становится активным и начинает слежение за входом ШИМ. Если не замечено активности в течение 1,6 с, сигналы RESET становятся активными, запрещается вход ШИМ и при помощи прерывания процессора приостанавливается алгоритм зарядки.

Рис. 4. Временные зависимости сигнала на входе сторожевого таймера
Рис. 4. Временные зависимости сигнала на входе сторожевого таймера

Обе рассмотренных микросхемы доступны в 5-выводных корпусах SOT23-5, что предоставляет возможность дополнительной минимизации необходимого пространства на печатной плате конечного устройства.

Более подробную информацию запрашивайте у авторизированных дистрибьюторов www.maxim-ic.ru.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Сообщить об ошибке