Soluzione per adattarsi ai limiti di assorbimento di corrente USB?

Riepilogo: sto configurando un circuito di ricarica agli ioni di litio alimentato tramite USB e ovviamente desidero attingere la massima corrente di carica possibile a livello di situazione, ma voglio anche assicurarmi di non violare le specifiche USB sull'assorbimento di corrente. Mentre sono stato in grado di soddisfare una / due delle condizioni USB singolarmente, ho qualche problema a pensare a un modo intelligente per soddisfarle tutte. Ecco cosa sta succedendo ...

Quattro regole per le specifiche USB (tre relative ai limiti di assorbimento di corrente e una relativa alla limitazione della corrente di spunto) relative alla mia situazione particolare sono le seguenti: (Nota: in questo diagramma vengono mostrati diversi intervalli temporali :)

La buona notizia è ...

Mi capita di usare un IC FTDI USB-UART, FT232R ( foglio dati ), che si occupa dell'enumerazione e ha anche output che indicano lo stato di enumerazione e lo stato di sospensione, che sarebbe utile per impostare quando disegnare quale livello di corrente.

Inoltre è utile usare un IC per caricabatterie agli ioni di litio, l' MCP73871 ( scheda tecnica ), con pin ChargeEnable, pin Prog2 e Prog1 che consentono l'impostazione dei limiti di corrente di carica.

Le funzioni di questi pin utili per entrambi i circuiti integrati sopra sono riepilogate nel mio (approssimativo) layout tentato di seguito. Non è ancora completo, come indicato dai punti interrogativi su determinate connessioni:

Il mio layout

Specifiche di assorbimento corrente

Infine, ecco le specifiche situazionali per l'assorbimento di corrente per i due circuiti integrati. Naturalmente, anche questi assorbimenti di corrente devono essere conteggiati nei limiti di assorbimento di corrente 0,5 / 100/500 mA sull'alimentazione USB:

DOMANDA: Sembra esserci una soluzione per adattare il mio layout in modo da soddisfare tutte e quattro le regole / condizioni contemporaneamente, ma non lo vedo; Qualche idea?

Come puoi vedere nel mio layout in precedenza, ho impostato un circuito non collegato (combinazione RC su MOSFET) per il problema di avvio graduale; e ho il resistore di impostazione dei limiti sul pin PROG1, che potrebbe forse essere usato come parte di un divisore per risolvere parzialmente il problema 500mA vs 100mA vs 0.5mA (basato in parte sulla strategia FTDI in questa nota dell'app ). Ma questo è quanto ho potuto raggiungere.

"Il dispositivo MCP73871 aderisce in modo specifico ai limiti tracciati attualmente regolati dalle specifiche USB." -MCP73871

Non è necessario limitare nulla al momento. La tua soluzione MOSFET sarebbe utile per limitare la corrente di spunto a causa di un carico capacitivo, ma il tuo pin VDD non è capacitivo né quel limite di circuito una volta che è già attivo. Tutto quello che devi fare è capire come usare #PWREN e #SLEEP per commutare valori di resistori diversi. L'MCP73871 fa il resto.

1. Basta agganciare #SLEEP a #CE per occuparsi di "standby".
2. Aggiungi un inverter tra #PWREN e # PROG2, ma assicurati che l'ingresso fluttuante abbia come impostazione predefinita l'uscita dell'inverter su BASSO.
3. Posiziona un pulldown 2.2k su # PROG1

Nota: assicurati di avere R1 perché #PWREN guiderà in alto e dovrai limitare la corrente nell'NPN.

Forse un controller di ripristino sarebbe utile qui; collegare l'output alla rete RC per l'avvio. Quindi prendere SLEEP, capovolgerlo e farlo con il segnale di reset e inviarlo a CE. Per PWREN, creare un partitore di tensione a circa 1,5 V circa. Mettilo attraverso un comparatore invertente contro 1V e alimentalo a PROG2.