防止电池和PWM壁上立方体充电电源之间短路的解决方案

本应用说明提供了一种简单的解决方案，可防止在基带处理器锁定时损坏手机的电池充电系统。该电路监视处理器并进行干预，以防止电池和PWM充电器电源之间短路。

手机的电池充电工作部分由其基带控制器处理，其中包括专有的充电算法。该算法产生一个PWM信号，用于控制Q2，即图1所示的低导通电阻p沟道MOSFET。该晶体管将充电器输入端子上的壁立方体连接到电池。为了减少手机内的功耗和热问题，壁立方体包括一个指定的电流限制，以满足电池特定化学成分的要求和电池必须充满电的时间段。

图1.电池充电由基带μP控制。如果μP失速，过度充电损坏电池的可能性很高。

如果基带处理器锁定，此充电方案可能会出现问题。如果充电器直接连接到电池任意时间长度，可能会发生损坏。需要的是一个简单的附加电路，用于监控PWM输入，并在PWM输入处于非活动状态超过预定时间段时禁用串联电源开关。理想情况下，该电路保护应独立于处理器运行，并且能够在PWM信号返回时重新启动。

在图2电路中，MAX6321-HPUK30-CY上电复位加看门狗器件（IC1）通过MAX4514-CUK常开SPST模拟开关（IC2）对PWM输入进行栅极保护。当壁立方体在Vcc线路上施加过大电压时，R4、D2和C1保护两个IC。由于附加电路的静态电流非常低（30μA），因此选择R4并不重要。选择R4以提供足够的电流来激活齐纳二极管（0.5mA）中的“拐点”特性。当充电器拔下插头时，没有电源到达保护电路，因此不会给电池带来负担。

图2.添加 IC1 和 IC2 可在处理器停止时提供电池保护。

复位/输出用于产生充电器就绪/中断信号。当高电平时，该信号允许基带控制器CPU工作，从而激活PWM信号。RESET/ 的漏极开路结构允许它连接到采用相同或不同电源电压工作的电路的另一部分。因此，当不需要充电器时，看门狗和PWM电路将断电。

事件序列从连接到充电器输入插座的有源充电器开始。当电源电压导通Vcc达到3V以上（对于MAX6321器件号包括“-30”的版本），复位周期开始。200毫秒后，复位/变为高电平，关闭SPST模拟开关，并通过R1将PWM输入路由到Q1。同时，看门狗输入变为活动状态并监视PWM输入。如果在 1.6 秒内未在 WDI 接收到正或负转换，则 RESET/ 将变为活动状态，禁用 PWM 输入，并通过 CPU 中断（充电器就绪信号）暂停充电器算法。

两款IC均采用5引脚SOT23封装，因此保护电路所需的额外空间最小。

图3和图4显示了输入充电器电源、复位和看门狗之间的时序关系。

图3.重置计时关系。

图4.看门狗输入定时关系。

Vcc是充电器输入电源。当充电器电源连接并上升至3V时，MAX6321进入复位周期TRP。在此期间禁用充电。在复位超时时，当基带PWM信号连接到串联电源开关时，充电将启用。

看门狗输入在复位超时周期结束时监视输入基带PWM充电控制信号。如果看门狗输入未检测到任何活动，则会激活复位超时期限，并重新开始序列。这样，在连接充电器的同时，每1.8s检查一次电池;当基带PWM信号变为活动状态时，串联电源开关再次使能，允许PWM信号确定充电器连接到电池的占空比。

审核编辑：郭婷