CSU32M10电子烟专用MCU，含短路保护比较器

CSU32M10是一款8位电子烟MCU，内置2K×16位MTP程序存储器、104字节SRAM、128字节EEPROM，带12bit高性能ADC和高精度低温漂基准电压，集成专为电子烟应用设计的硬件短路保护和雾化器阻抗测量功能，适用于中小功率电子烟应用。

工作电压2.35V~5.5V@Fcpu=4MHz，-40~85℃

电子烟专用特性

短路保护比较器，比较电压支持VDD或PT3.4减去80/200/320/480mv四种配置

恒流源输出，PT3.2口输出恒定电流源50mA

内置32/16/8/4/2MHz振荡器，精度为±1%@5V，25℃

优势一：集成硬件短路保护，省外围、响应速度快、安全可靠

电子烟是随身携带、贴身使用的产品，安全是第一位的。在电子烟使用过程中，可能会遇到雾化器损坏、误触等意外情况导致的短路，如果不及时保护，可能会引发电池爆炸、火灾等安全事故。

产品设计中，经常有以下几种方法来实现短路保护：

1.通过芯片自身的LVR(低电压复位)功能：

原理：发生短路时，会把电池电压VBAT拉到低于LVR电压，MCU复位，停止工作。

缺点：不可靠。遇到MOS内阻大、电池带载能力强时，无法把VBAT拉低到LVR电压，导致保护失效。

2.通过ADC检测MOS输出电压实现短路保护

原理：使用ADC检测MOS的输出电压，根据电压判断。

缺点：响应速度慢。短路保护功能需要软件来实现，响应速度无法保证，往往需要在电池端增加保护IC来提高短路保护的可靠性。而且在寸土寸金的电子烟中，增加保护IC和分压电阻，会增大PCB的面积。

3.通过IO中断实现短路保护

原理：在MOS导通时，如果发生短路，GPIO的电压被拉低，产生中断，由软件来进行保护。

缺点：①需要增加一个电阻和一个二极管，增加PCB面积和成本。②软件复杂。

CSU32M10突破常规，集成了硬件短路保护功能，无需外围即可实现安全可靠的短路保护功能，解决了上述方案的缺点。

原理：IC内部集成短路保护模块，检测MOSFET工作时两端的压差，压差超过设定阈值时，关闭MOSFET，停止工作。

1.响应快，更安全：硬件实现，无软件延迟，响应速度快，避免电池电压和MCU进入异常状态，更安全;

2.测量精准，更可靠：可以根据MOS内阻及保护电流，选择80/200/320/480mV等多个保护阈值，更可靠;

3.无需外围器件，减小PCB面积和BOMCost。

优势二：集成精准的加热丝阻抗测量功能，形成过吸保护，让电子烟更智能、用户体验更好

电子烟产品使用过程中，会遇到这样的问题：

1.连续吸烟时，烟油渗透速度慢，无法及时渗透到雾化器中，会导致雾化温度过高、有焦糊味，用户体验差

2.无法自动检测烟油是否用完，只能靠人用眼观察

为了解决这些问题，需要通过测量雾化器的阻抗来检测工作温度。

常规的方法是增加一个测量通路来实现：

原理：在工作通路关断的半周，通过测量采样电阻上的电压和电流来计算雾化器的阻抗，并进一步计算温度。

缺点：

①需要增加2~3个电阻和1个MOS，在寸土寸金的电子烟产品中是致命的，而且增加成本;

②需要额外使用1个GPIO和2个ADC共计3个引脚，需要使用更高成本的MCU。

为了解决上述问题，CSU32M10集成了烟丝阻抗测量模块，无需外围器件，仅需要1个IO即可实现。

原理：在MOS关断的半周，输出恒定电流，通过测量雾化器上的电压来测量雾化器阻抗，并进一步计算温度。

优点：无需外围器件，仅需1个引脚，减少BOMCost和PCB面积。