【中國傳動網 行業動態】 在世界控煙力度不斷加大的這段時期,電子煙憑借高性能、高品質和高市場競爭力在各種香煙替代品中脫穎而出,帶來巨大的經濟效益,減少了二手煙給身邊的人所帶來的危害。
本文介紹了芯??萍加邢薰綩TP芯片CSU8RP3125應用于電子煙上的解決方案,該方案采用芯片內置的±1%精度的16MHZ的高速PWM時鐘源,可在寬頻率范圍內靈活控制LED呼吸燈的變化,同時內置的12Bit1%測量誤差的高精度ADC搭配的內部參考源,為精確監測電池電壓、防止電池過充或欠壓、測量霧化電流、防止霧化過流提供強有力的保障。
一、系統設計
電子煙由主控芯片CSU8RP3125、電池、按鍵、LED呼吸燈、霧化器組成(見下圖)。
二、詳細設計
2.1短路保護
●采用芯片本身的低電壓復位功能來實現電子煙的短路保護,把芯片的LVR設定在2.4V,當負載端短路時,芯片的VDD腳瞬間被拉低到2.4V以下,芯片復位,NMOS
●管的控制腳回到上電復位的狀態,即為低電平切斷NMOS來保護MOS管。
2.2過充保護
由于電池直接連到芯片的VDD上,通過把芯片內部基準電壓作為輸入,用VDD來作參考,因為內部基準電壓是固定的,所以只要VDD上的電壓有變化時,采到的AD值也會有相應的變化,利用AD值來反算出電池端的電壓,當芯片檢測到電池電壓高于4.2V時,讓NMOS的控制腳輸出低電平關斷NMOS來切斷充電端與電池之間的充電回路,防止電池過充。CSU8RP3215芯片采用內部基準,測量電池電壓,除了省去了外部參考源,同時也節省了分壓電阻。
2.3低電壓報警
利用2.2小節同樣的ADC檢測方式來檢測VDD電壓(即電池電壓),當電池電壓低于3.2V時,讓NMOS管控制腳輸出低電平來關掉NMOS并且通過控制PWM的輸出來驅動LED呼吸燈來提醒用戶電池電壓過低。
2.4霧化過流保護
通過外部的AD通道來檢測NMOS管到地的壓降來換算出流過霧化器的電流,一旦檢測到霧化電流過大時,芯片會把NMOS管的控制腳置低來關斷NMOS管,防止霧化過流。CSU8RP3125的AD檢測小信號精準,可電子煙產品的可靠性。
2.5呼吸燈的控制
利用芯片本身的PWM輸出功能,LED燈從滅到最亮的過程中,PWM周期固定的情況下,PWM從低電平開始,每3ms遞增一個正寬頻,一直到PWM輸出為高電平。相反,LED從最亮到滅的過程中,PWM從高電平開始,每6ms遞增一個負寬頻,一直到PWM輸出低電平為止,實現呼吸燈的控制。當電池電壓欠壓時,呼吸燈的漸變速度時間會變為正常工作的1/3,以此提醒用戶需要及時充電。
電子煙目前主要針對的是歐美市場,而本次設計選用的芯海CSU8RP3125芯片的ESD(芯片級)HBM模型為8KV,工作溫度范圍-40~85℃。經測試芯片高速PWM穩定,ADC采樣效果好,溫漂小,性能可靠。該型號芯片為MSOP-8封裝,有利于PCB面積縮減,非常適合電子煙的開發。