Quanta LZ3 LZ3A - obwód detekcji przy kontrolerze ładowania

Witam

W załączniku znajduje się fragment schematu płyty Quanta LZ3 LZ3A. Mam kilka pytań i prosiłbym o wyjaśnienie działania przedstawionego obwodu.

Brak dostępu do noty katalogowej układu BQ24737 utrudnia nieco analizę oraz wymusił przyjęcie kilku założeń.

Napięcie VA to napięcie wejściowe pochodzące z zasilacza (20V). Służy ono tutaj do zasilania kontrolera BQ oraz wykorzystywane jest przy wyprowadzeniu ACDET które jak zakładam ma na celu detekcję zasilacza. Istotny jest tutaj również sygnał ACOK# który jak zakładam sygnalizuje prawidłową detekcję zasilania.

Najpierw tranzystor PQ7 - tranzystor PNP z wbudowanymi rezystorami (obydwa 22kΩ). Na jego emiterze znajduje się napięcie pochodzące z wewnętrznego stabilizatora układu BQ (bq24737_LDO). Zgaduję, że napięcie to ma wartość w okolicach 6V. Stan niski ACOK# na bazie PQ7 powoduje jego otwarcie i podanie napięcia bq24737_LDO na dzielnik PR63 - PR71. Sygnał ACIN sygnalizujący obecność zasilacza podawany jest na kontroler KBC.

Sama detekcja zasilacza poprzez kontroler BQ realizowana jest poprzez dzielnik napięcia PR51 - PR73. Przyjmując VA = 20V napięcie na wyprowadzeniu ACDET (bq24737_ACDET) wynosi ok. 3V. Na tej podstawie kontroler BQ stwierdza obecność zasilacza. Pytanie jaka tutaj jest rola PQ10? Jego dren poprzez PR264 połączony jest z PR51 (bq24737_ACDET). Jeśli PQ10 jest otwarty można przyjąć równoległe połączenie PR51 i PR264 co zmienia stosunek dzielnika napięcia i w tej chwili na ACDET (bq24737_ACDET) występuje napięcie o wartości ok. 1V. Druga kwestia to sterowanie PQ10. Jest to MOSFET typu N, źródło połączone z masą więc do otwarcia tranzystora wymagane jest (jeśli dobrze odczytałem z noty) napięcie bramki co najmniej w okolicach 2V. Pytanie w jaki sposób to napięcie podane jest na bramkę PQ10? Jaka jest rola elementów w obwodzie bramki PQ10 - diody PD9, rezystora PR72 oraz kondensatora PC54?

Pytań jest sporo więc chciałbym z góry podziękować za pomoc oraz poświęcony czas.

Pozdrawiam

Pozwolę sobie na parę słów...

Napięcie VA to napięcie wejściowe pochodzące z zasilacza (20V). Służy ono tutaj do zasilania kontrolera BQ oraz wykorzystywane jest przy wyprowadzeniu ACDET które jak zakładam ma na celu detekcję zasilacza. Istotny jest tutaj również sygnał ACOK# który jak zakładam sygnalizuje prawidłową detekcję zasilania.

Tak, dokładnie.

Najpierw tranzystor PQ7 - tranzystor PNP z wbudowanymi rezystorami (obydwa 22kΩ). Na jego emiterze znajduje się napięcie pochodzące z wewnętrznego stabilizatora układu BQ (bq24737_LDO). Zgaduję, że napięcie to ma wartość w okolicach 6V. Stan niski ACOK# na bazie PQ7 powoduje jego otwarcie i podanie napięcia bq24737_LDO na dzielnik PR63 - PR71. Sygnał ACIN sygnalizujący obecność zasilacza podawany jest na kontroler KBC.

Także dobrze interpretujesz.
Dodatkowo zauważ ciekawą (i ważną zarazem) funkcję rezystorów wbudowanych w PQ7.
Wyjście ACOK# chargera jest typu otwarty dren, więc musi być wstępnie spolaryzowane przez zewnętrzny rezystor pull-up. I taką rolę też pełnią omawiane rezystory.

...Pytanie jaka tutaj jest rola PQ10?...
... Pytanie w jaki sposób to napięcie podane jest na bramkę PQ10? Jaka jest rola elementów w obwodzie bramki PQ10 - diody PD9, rezystora PR72 oraz kondensatora PC54?

Takie podłączenie rezystora i kondensatora cechuje pewna ciekawa właściwość - jest to tzw. stała czasowa.
Na początek fakt, iż kondensator w stanie rozładowania (dla prądu stałego) stanowi praktycznie zwarcie (jeśli kiedykolwiek włączałeś starszy wzmacniacz audio, to słyszałeś charakterystyczne "łupnięcie" niejednokrotnie połączone z "mrugnięciem" światła). Aczkolwiek przykład ze wzmacniaczem to pół prawdy, bo oprócz ładujących się elektrolitów o dużych pojemnościach dochodzi charakterystyka/właściwość samego transformatora sieciowego.
Czyli po podłączeniu zasilania w miejsce ACOK# kondensator przewodzi (jak zwora) - na rezystorze pojawia się pełne napięcie przyłożone do tego kondensatora. Jednak z czasem kondensator zaczyna się ładować i na wyprowadzeniu rezystora połączonego z kondensatorem stopniowo spada napięcie aż osiągnie potencjał masy.
Jak szybko to się stanie to właśnie stała czasowa - zaś sam układ często (był ?) stosowany w obwodach RESET różnych mikrokontrolerów.

Stąd w układzie z omawianego schematu:
Jeśli zasilacz jest połączony, to następuje prawidłowa detekcja zasilacza - ACOK# przyjmuje stan niski. Wtedy kondensator jest rozładowany - jedna elektroda kondensatora jest zwarta do masy wewnętrznym mosfetem w układzie chargera - druga elektroda PC54 też jest zwarta do masy poprzez PR72.
Teraz odłączasz zasilacz (lub następuje zanik zasilania sieci) - więc ACOK# natychmiast przyjmuje stan wysoki i (skoro C54 jest rozładowany - zwarcie dla prądu stałego) natychmiast polaryzuje bramkę PQ10 skutkując jego otwarciem.
Dalej następuje to o czym pisałeś - równolegle do PR51 zostaje dołączony PR264 powodując "ściągnięcie" napięcia na bq24737_ACDET poniżej progu detekcji.
Nawet jeśli w tym momencie szybko podłączyłeś zasilacz (lub pojawiło się zasilanie sieciowe) to charger i tak nie przełączy się na zasilanie sieciowe.
Stanie się to dopiero wtedy, gdy kondensator C54 naładuje się na tyle, aby napięcie na rezystorze PR72 spadło poniżej progu przełączenia bramki PQ10 - wtedy rezystor PR264 zostanie "usunięty" z układu i na bq24737_ACDET pojawi się napięcie z dzielnika PR73/PR51
Dioda PD9 zabezpiecza układ przed pojawieniem się ujemnych szpilek.

Summa summarum PQ10/PR264/PD9/PR72/PC54 to nic innego jak układ opóźniający detekcję zasilacza - zabezpiecza płytę przed zbyt częstym przełączaniem laptopa z zasilania bateryjnego na sieciowe.
Teraz ponownie to czytam i sam się dziwię jak nakombinowałem - jeśli coś wymaga korekty to proszę o info.

Bardzo cenna i ważna uwaga na temat roli rezystorów wbudowanych w tranzystor PQ7.
Działanie obwodu detekcji, rola i zachowanie poszczególnych elementów są już dla mnie jasne i zrozumiałe.
Dziękuje serdecznie za czas poświęcony na szczegółowe omówienie przedstawionych zagadnień.