基于CSU8RP3429芯片的LCD移动电源设计浅析
(附芯片操作手册)

发布时间:2014-06-30 阅读量:995 来源: 我爱方案网 作者:

【导读】现今,移动电源的数量呈爆炸性增长,市面产品的多样化让消费者目不暇接。但是据统计,市面上80%以上的产品采用的粗略的电量计量方式,同质化严重。为了让消费者有更好的用户体验,能够实时掌握移动电源充放电的情况,携带多重优秀品质的高性价比LCD移动电源应运而生。

CSU8RP3429操作手册下载:
http://www.52solution.com/industrial-dl/7125

关于CSU8RP3429芯片,先做一下介绍:

高性能的RISC CPU

8位单片机MCU
内置4K×16位程序存储器OTP
256字节数据存储器(SRAM)
只有42条单字指令
8级PUSH和POP存储堆栈

低功耗特性

MCU工作电流
正常模式1mA@4MHz(工作电压3V)
正常模式10uA@32KHz(工作电压3V)
休眠模式下的电流小于1μA

专用微控制器的特性

上电复位(POR)
上电复位和硬件复位延迟定时器(98ms)
内带2.0V,2.4V,3.0V,3.6V低电压复位(LVR)
定时器0 — 8位可编程预分频的8位的定时计数器
定时/计数器2 — 可编程预分频的12位的分频器
定时/计数器3 — 可编程预分频的12位的分频器
扩展型看门狗定时器(32K WDT) — 可编程的时间范围

外设特性

17位双向I/O口,1位输入口
4*5 LCD驱动,1/4duty,1/2bias
2路蜂鸣器输出
2路PWM输出
5个内部中断,2个外部中断
8个具有唤醒功能的输入口
8 路12-bitADC
内部1.45V、2.0V、3.0V、
4.0V、VDD、外部输入六种参考电压选择
2.0V和3.0V精度为±1%@5V,25ºC
带数字比较器
带温度传感器
1个内置模拟比较器
2个模拟运算放大器,分别支持内部 PGA=16和PGA=32配置
低电压检测(LVD)引脚,内部提供2.4V、3.6V电压检测
6个开漏输出口
所有IO可配置上拉电阻,同时PT5.0和 PT1.4还支持下拉电阻配置
PT3.3,PT5.0和PT5.1可配置输出40mA@5V 
输入逻辑电平电压可配置,在5V工作电压
下可支持与3V器件通信 
VDD过压自检(4.8V,4.9V,5.4V和5.6V)

振荡器

内带32/16/8/4/2MHz振荡器
16/8/4/2MHz振荡器,精度为±1%
32MHz振荡器,精度为±2%
内带32KHz振荡器,精度为±2%
外部32768Hz晶振(RTC)或2MHz~16MHz晶振
ERC 8M@5V DC,ERC 4M@3V DC

CMOS技术

电压工作范围
—2.2V~5.5V@fcpu=4MHz(指令周期)
—3.6V~5.5V@fcpu=8MHz(指令周期)
工作温度范围
— -40~85 ºC(工业级)

特点

CSU8RF3429芯片是一个8位RISC架构、带12-bit ADC的高性能单片机。该款芯片内带256 Byte SRAM、拥有4K×16位ROM,可满足各类产品设计的需求。芯片部分I/O带有下拉电阻配置,支持40mA大驱动输出,同时在5V供电的情况下支持3V器件通信,支持4×5LCD驱动,内带模拟比较器与模拟运算放大器,外围配置简单,可在节约电路成本前提下满足各功能设计的需求。该款单片机拥有卓越的AD测量包含内部1.45V、2.0V、3.0V、4.0V、VDD、外部输入六种参考电压,适用于多个领域产品的开发。其中,芯片内部提供VDD过压自检保护功能,可为部分电源类产品(如移动电源)的设计带来极大的便利,给整机产品带来卓越的性能。
 

CSU8RP3429通过使用芯片自带的两路高速PWM(32MHz)和5路高性能ADC(12bit,死区小于3mV,经特有的基准源数字校正技术校正后内部参考电压精度为1%)以及LCD驱动、IO口大电流驱动功能,无需外围其他IC、无需增加驱动电路,即可实现效率高达90%的同步整流移动电源,在2.1A输出条件下,效率仍然高于85%。

一、 系统设计

移动电源由充电管理、放电管理、输入检测、显示输出组成(见下图)。

 移动电源解决方案


二、 详细设计

2.1 PWM控制的充电管理(无需充电管理芯片)

CSU8RP3429通过PWM控制的Bulk DC-DC电路,可以对预充电,恒流充电、恒压充电三个阶段充电过程的电流和电压进行灵活的控制,满足不同类型不同容量电池的充电要求。

2.2 PWM控制放电管理(可实现同步整流,无需外围DC-DC芯片)

利用CSU8RP3429自身的高速PWM时钟,结合I/O口的大电流驱动功能,可实现同步整流的Boost DC-DC,放电效率高达90%,在放电电流达到2.1A的条件下,效率仍然可以超过85%。

2.3 用数字校正技术校准内部2.0V基准源 (省掉外部LDO芯片)

CSU8RP3429内置的2.0V基准电压经校正后误差小于1%。

CSU8RP3429 为电池的短路及过流提供了近硬件级保护机制,当移动电源外部被短路时,芯片可及时关闭输出通路。CSU8RP3429不需要外置的分压电阻,可直接得出电池电压值,有效防止电池被过充电,同时避免了因外部电路故障造成误测。除此之外,芯片在多个环节对环路的反馈机制进行检测,从而保障系统是在闭环、安全的条件下运行。

2.5 被充电设备的安全保障

放电 USB接触不良可能引发电压过冲,伤害被充电设备。CSU8RP3429自带VDD高电压检测功能,可及时控制过冲电压:1A条件下,过冲电压小于 6.0V,持续时间小于200us,2A条件下,过冲电压小于6.3V,持续时间小于200us,有力保障被充电设备的安全。

三、芯片自带LCD驱动应用


CSU8RP3429芯片自带LCD驱动,当IO口驱动LCD时,只需在烧录选项选择LCD使能,即可进行便捷的LCD控制——输出电流显示、电量显示百分比等。

CSU8RP3429是您设计开发低成本高性能带LCD显示移动电源的最佳选择。


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