防止電池和PWM壁上立方體充電電源之間的短路

本應(yīng)用說明提供了一種簡單的解決方案，可防止在基帶處理器鎖定時損壞手機(jī)的電池充電系統(tǒng)。該電路監(jiān)視處理器并進(jìn)行干預(yù)，以防止電池和PWM充電器電源之間短路。

手機(jī)的電池充電工作部分由其基帶控制器處理，其中包括專有的充電算法。該算法產(chǎn)生一個PWM信號，用于控制Q2，即圖1所示的低導(dǎo)通電阻p溝道MOSFET。該晶體管將充電器輸入端子上的壁立方體連接到電池。為了減少手機(jī)內(nèi)的功耗和熱問題，壁立方體包括一個指定的電流限制，以滿足電池特定化學(xué)成分的要求和電池必須充滿電的時間段。

圖1.電池充電由基帶μP控制。如果μP失速，過度充電損壞電池的可能性很高。

如果基帶處理器鎖定，此充電方案可能會出現(xiàn)問題。如果充電器直接連接到電池任意時間長度，可能會發(fā)生損壞。需要的是一個簡單的附加電路，用于監(jiān)控PWM輸入，并在PWM輸入處于非活動狀態(tài)超過預(yù)定時間段時禁用串聯(lián)電源開關(guān)。理想情況下，該電路保護(hù)應(yīng)獨立于處理器運行，并且能夠在PWM信號返回時重新啟動。

在圖2電路中，MAX6321-HPUK30-CY上電復(fù)位加看門狗器件（IC1）通過MAX4514-CUK常開SPST模擬開關(guān)（IC2）對PWM輸入進(jìn)行柵極保護(hù)。當(dāng)壁立方體在Vcc線路上施加過大電壓時，R4、D2和C1保護(hù)兩個IC。由于附加電路的靜態(tài)電流非常低（30μA），因此選擇R4并不重要。選擇R4以提供足夠的電流來激活齊納二極管（0.5mA）中的“拐點”特性。當(dāng)充電器拔下插頭時，沒有電源到達(dá)保護(hù)電路，因此不會給電池帶來負(fù)擔(dān)。

圖2.添加 IC1 和 IC2 可在處理器停止時提供電池保護(hù)。

復(fù)位/輸出用于產(chǎn)生充電器就緒/中斷信號。當(dāng)高電平時，該信號允許基帶控制器CPU工作，從而激活PWM信號。RESET/ 的漏極開路結(jié)構(gòu)允許它連接到采用相同或不同電源電壓工作的電路的另一部分。因此，當(dāng)不需要充電器時，看門狗和PWM電路將斷電。

事件序列從連接到充電器輸入插座的有源充電器開始。當(dāng)電源電壓導(dǎo)通V時抄送達(dá)到3V以上（對于MAX6321器件號包括“-30”的版本），復(fù)位周期開始。1毫秒后，復(fù)位/變?yōu)楦唠娖剑P(guān)閉SPST模擬開關(guān)，并通過R1將PWM輸入路由到Q1。同時，看門狗輸入變?yōu)榛顒訝顟B(tài)并監(jiān)視PWM輸入。如果在 6.<> 秒內(nèi)未在 WDI 接收到正或負(fù)轉(zhuǎn)換，則 RESET/ 將變?yōu)榛顒訝顟B(tài)，禁用 PWM 輸入，并通過 CPU 中斷（充電器就緒信號）暫停充電器算法。

兩款I(lǐng)C均采用5引腳SOT23封裝，因此保護(hù)電路所需的額外空間最小。

圖3和圖4顯示了輸入充電器電源、復(fù)位和看門狗之間的時序關(guān)系。

圖4.看門狗輸入定時關(guān)系。

Vcc是充電器輸入電源。當(dāng)充電器電源連接并上升至3V時，MAX6321進(jìn)入復(fù)位周期TRP。在此期間禁用充電。在復(fù)位超時時，當(dāng)基帶PWM信號連接到串聯(lián)電源開關(guān)時，充電將啟用。

看門狗輸入在復(fù)位超時周期結(jié)束時監(jiān)視輸入基帶PWM充電控制信號。如果看門狗輸入未檢測到任何活動，則會激活復(fù)位超時期限，并重新開始序列。這樣，在連接充電器的同時，每1.8s檢查一次電池;當(dāng)基帶PWM信號變?yōu)榛顒訝顟B(tài)時，串聯(lián)電源開關(guān)再次使能，允許PWM信號確定充電器連接到電池的占空比。

審核編輯“郭婷