Я должен спросить о модуле схемы защиты, таком как BQ297xx, AP9211, AP9101 и т. Д.
Как я понимаю, модуль схемы защиты используется для защиты литий-ионного аккумулятора от глубокого разряда - поэтому, если в литий-ионном аккумуляторе уже есть, например, 2,5 В, модуль схемы защиты перестает разряжаться. Но это глубокий разряд.
Но вот, например, если наше устройство с li-ion питанием - это устройство с питанием STM32 от 3,3 В, то этот микроконтроллер надо выключать (выключать) раньше - я имею в виду, что это должно делаться программно на STM32, чтобы его выключить благополучно - и тогда, если li-ion каким-то образом разрядится до 2,5, модуль схемы защиты является "предельным разъединителем" питания для нашего микроконтроллера.
Но мне нравятся решения, сделанные по принципу «меньше кода, больше железа». Итак, мой вопрос: если мы выберем, например, AP9101 с напряжением отсечки около 3,2 В (например), можем ли мы сделать «аппаратную систему отключения», чтобы отключить всю схему с микроконтроллером? Можно ли сделать так, чтобы не приходилось обрабатывать отключение stm32 строками кода, а просто делать это чисто аппаратно, но безопасно? Не повлияет ли это как-то на ПКМ, который отныне будет использоваться не только для глубокого разряда, но и для штатного разряда?
Вы правы, что беспокоитесь. Современные литий-ионные элементы обычно разряжаются почти на 100% к тому времени, когда напряжение достигает 2,5 В. Это оставляет настолько мало емкости, что элемент может быть разрушен за несколько дней отключения, даже если PCM потребляет всего несколько мкА. Оборудование, которое ожидает 3,3 В, вероятно, в любом случае не сможет нормально работать при 2,5 В, поэтому нет смысла опускать его до такого низкого уровня.
Если мы выберем, например, AP9101 с напряжением отсечки около 3,2 В (к примеру), можно ли сделать "аппаратную систему отключения" для отключения всей схемы с микроконтроллером?
Да. Самый простой способ — просто заменить существующую микросхему PCM версией 3,2 В AP9101 (например, AP9101CAK6-ANTRG1) или эквивалентным устройством. Однако MCU и другим частям схемы придется справляться с отключением питания без предупреждения.
Если MCU записывает в энергонезависимую память (например, EEPROM, SD-карту) при отключении питания, данные, вероятно, будут повреждены. Если он управляет каким-то другим устройством, то он может остаться в ненормальном состоянии, и пользователь может не оценить его «мертвый» режим без предупреждения. В этих случаях MCU должен контролировать напряжение питания и выполнять упорядоченное отключение до того, как оно упадет ниже 3,2 В.
Современные литий-ионные / липоли-элементы обычно имеют менее 20% заряда, когда они достигают 3,7 В при низком токе. Для хорошего срока службы батареи вы все равно не хотите опускаться ниже 20%, поэтому отключение ниже 3,7 В — хорошая идея. Если у MCU есть АЦП, его, вероятно, можно использовать для считывания напряжения питания. Если нет, то эту работу может выполнить внутренний компаратор с опорным напряжением или внешняя микросхема контроля.
Не повлияет ли это как-то на ПКМ, который отныне будет использоваться не только для глубокого разряда, но и для обычного разряда ?
Если вы отключите PCM при напряжении 3,2 В, это не применимо (он просто переключается на «обычное», а не на «глубокое» напряжение отсечки). Если батарея имеет встроенный модуль PCM, который нельзя модифицировать для выполнения этой работы, то у вас есть две последовательные цепи отключения, которые будут падать немного больше напряжения, но в остальном они должны работать нормально.
Из вашего вопроса я понял, что у вас уже есть ячейка с аппаратной защитой цепи и вы хотите сделать еще одну аппаратную защиту. Разумеется, система должна обнаруживать низкое напряжение и сохранять данные (это отключение) с кодом. Если вам нечего хранить, то вы можете просто настроить порог низкого напряжения на аппаратной защите.
Однако в вашем вопросе отсутствуют некоторые детали:
Если вы собираетесь использовать съемный аккумулятор, зарядное устройство должно обеспечивать защиту от перенапряжения/короткого замыкания. В этом случае вы можете просто иметь устройство с LDO для обеспечения стабильного напряжения на MCU. Вы контролируете напряжение с помощью АЦП, затем выполняете последовательность выключения и отключаете питание с помощью транзистора GPIO и MOSFET. Кнопка может использоваться для включения устройства при замене батареи.
Марко Буршич
Карл Симмонс
Марко Буршич
Карл Симмонс