Este artículo describe cómo crear un auto de juguete recargable de presionar para arrancar/mantener para detener ( Figura 1 ) usando HVPAK 
SLG47105. El siguiente diseño proporciona voltaje constante en el motor independientemente de la carga de la batería y de la capacidad de pulsar para arrancar/mantener para detener. Gracias a la función Hold-to-Stop, el coche se apaga automáticamente cuando se atasca. Así, si el niño conduce a algún lugar y se olvida el juguete, el coche se apagará y dejará de consumir energía, ahorrando batería. También se implementa el control del cargador de baterías CC-CV.
Solo un SLG47105 y algunos componentes adicionales le permiten crear un dispositivo completo con control de carga, accionamiento de motor, protección contra sobrecorriente y otras características de interfaz.
Figura 1: Prototipo de coche de juguete.
Principio de funcionamiento
El esquema del circuito completo se presenta en la Figura 2 .
Figura 2: diagrama de circuito completo
Para este proyecto se utiliza un motor de CC con escobillas. Si el coche es empujado, el SLG47105 lo detecta y el coche empieza a moverse. Si se mantiene presionado, el sistema se apagará. El dispositivo funciona con una batería de iones de litio de 3,7 V. Cuando el cargador USB está conectado, el SLG47105 detecta el nivel de voltaje y comienza la etapa de carga CC-CV adecuada. El motor se bloquea durante la carga.
También hay tres LED para notificar sobre el proceso.
El LED1 (ROJO) está CARGADO. El parpadeo representa el proceso de carga. El LED se enciende cuando se completa la carga. El LED está apagado cuando no hay ningún USB conectado.
LED2 (AZUL) es ESTADO. Si BAT < 3 V – parpadea. Si STICK > 3 V, el LED se enciende si el automóvil está en movimiento y el LED se apaga cuando el automóvil no se está moviendo.
El parpadeo del LED3 (AZUL y ROJO) significa movimiento del automóvil.
El diseño de PCB propuesto se muestra en la Figura 3 .
Figura 3: PCB para automóvil de demostración HVPAK
El diseño GreenPAK consta de dos partes: control del motor del automóvil y cargador USB. El archivo de diseño se puede descargar aquí Coche de juguete recargable con funcionalidad Push-to-Start/Hold-to-Stop.hvp. Fue creado en Ir a Configurar 
Centro de software Renésias.
La parte de control del motor se muestra en la Figura 4 .
Figura 4: Proyecto GreenPAK para motores de automóviles
El bloque PWM0 proporciona una señal de ~50 kHz con un PWM que depende del voltaje de carga del motor. Los HV_GPO0_HD y HV_GPO1_HD del Amplificador Diferencial con Integrador y Comparador están conectados al Diff+ y Diff- del HV OUT CTRL0 (primer Full Bridge). Esta macrocelda es útil cuando existe la necesidad de mantener un voltaje constante en la carga Full Bridge. El nivel de voltaje CC integrado se aplica a la entrada negativa del comparador. Las salidas del comparador se utilizan para controlar el ciclo de trabajo PWM. En este caso, un sistema de circuito cerrado controla el ciclo de trabajo PWM para garantizar un nivel de voltaje de salida promedio constante.
El ACMP1H está conectado al terminal M del motor y comprueba si el coche ha sido empujado. Cuando el eje del motor de CC gira en la bobina según la ley de inducción electromagnética, se induce una fuerza electromotriz (EMF). Esta señal es detectada por ACMP1H. Su salida va a DFF13 que luego habilita el bloque PWM0. LUT1 de 4 bits proporciona una señal de habilitación al LED3 cuando el automóvil está encendido. Para evitar la descarga de la batería, el ACMP1H está conectado al controlador Wake Sleep de 50 ms.
Cuando el eje del motor de CC se mantiene estacionario, la corriente aumenta. CCMP1 está conectado a la resistencia Sense A (PIN5) y monitorea la corriente. Su salida va a MF1, que detecta que se excede este límite de corriente. Si dura más de 500 ms (CNT1/DLY1), la señal ALTA del LUT0 de 4 bits reinicia DFF13 y el sistema se apaga. HV OUT CTRL0 se apaga con un retraso de 300 ms para darle al motor algo de tiempo para detenerse y evitar el reinicio del sistema. Además, la señal de detección VUSB está conectada a LUT0 de 4 bits, por lo que si es ALTA (el USB está conectado), el sistema también se apagará.
MF3 y PGEN proporcionan funciones de control y selección para LED1 y LED2 descritas en la Sección 1. La parte del cargador USB se muestra en la Figura 5 .
Figura 5: Diseño del cargador USB GreenPAK
Si Vusb está conectado, PIN3 lo detecta y enciende ACMP0H. El ACMP0H comprueba el voltaje Vbat. La salida de DFF6 es ALTA, por lo tanto, no hay ningún divisor de voltaje conectado al PIN19 (Fuente IN+ con ganancia x8 de ACMP0H). Si Vbat es inferior a 3 V, comienza la fase de Precarga . PWM1 establece la corriente y CCMP1 la controla. En este caso, la entrada Arriba/Abajo de la macrocelda PWM1 es BAJA, lo que significa que comenzamos a cargar desde Vref = 160 mV para CCMP1 Vref (Figura 6). Como resultado, CCMP1 mantiene una corriente de 67 mA:
Una vez que la salida ACMP0H es ALTA (Vbat es mayor que 3,0 V), la salida DFF6 pasa a BAJA y el divisor de voltaje se conecta al PIN19. Comienza la fase de Corriente Constante . En este caso, el ACMP0H hace una comparación para 4,2 V (y no para 3,0 V como en el primer caso). La entrada arriba/abajo de PWM1 es ALTA, por lo que CCMP1 Vref es 960 mV. La corriente resultante es ~400 mA. Tenga en cuenta que estos límites de corriente se pueden cambiar cambiando el valor de Vref en el archivo de registro o cambiando la resistencia conectada al PIN 12 (Sense B).
Esta fase de CC continúa hasta que el voltaje de la batería alcanza los 4,2 V (la salida ACMP0H es ALTA). Luego se detiene la corriente constante y comienza la fase de voltaje constante . La entrada arriba/abajo de PWM1 es BAJA, por lo que CCMP1 Vref es 160 mV. En este caso, el ACMP0H controla el voltaje constante de 4,2 V, y el CCMP1 solo verifica y mantiene la corriente decreciente y por debajo de la corriente de 67 mA hasta que la batería esté completamente cargada. Cuando la batería está completamente cargada, el proceso de carga se detiene y todos los bloques correspondientes están en modo de suspensión (CHG_Sleep es ALTO).
Figura 6: Datos del archivo de registro CCMP1 Vref
Prueba de dispositivo
Vea también el vídeo del coche de juguete recargable en funcionamiento con funcionalidad Push-to-Start/Hold-to-Stop.
Las siguientes Figuras 7-12 muestran la señal en el terminal del motor dependiendo del VDD (Vbat).
Figura 7: VDD = 3,0 V, ciclo de trabajo 43 %
Figura 8: VDD = 3,4 V, ciclo de trabajo del 40 %
Figura 9: VDD = 3,4 V, ciclo de trabajo del 40 %
Figura 10: VDD = 3,7 V, ciclo de trabajo 35 %
Figura 11: VDD = 4,2 V, ciclo de trabajo 31%
Figura 12: Pico en PIN20 (terminal M) durante Push-to-Start
Conclusión
Este artículo describe cómo configurar el HVPAK para crear un auto de juguete recargable con funcionalidad de presionar para arrancar/mantener para detener. Los resultados demuestran que el circuito funciona como se esperaba y que el SLG47105 es capaz de actuar como módulo de control para el motor de CC con escobillas y el cargador de batería de iones de litio de 3,7 V al mismo tiempo.
Los recursos internos de GreenPAK, incluidos HV, osciladores, lógica y GPIO, son fáciles de configurar para implementar la funcionalidad deseada para este proyecto.
