CSU32M10電子煙專用MCU，含短路保護(hù)比較器

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。