Proszę o wyjaśnienie działania OZ8682LN

OZ8682LN to jest sterownik klasycznej przetwornicy step-down (obniżającej napięcie), tutaj w roli układu ładowania - chargera. W pierwszej kolejności warto zapoznać się z funkcjami poszczególnych pinów:

• n. 1 (VAC) = zasilanie główne VIN (tutaj przez PD706 i PR308); nóżka ta służy przy okazji do detekcji zasilania sieciowego (AC).
• n. 2 (IACP) oraz n. 3 (IACM) = wejścia pomiarowe komparatora, mierzącego całkowity pobór prądu z zasilacza (rezystor pomiarowy PR301).
• n. 4 (ICHN) oraz n. 5 (ICHP) = wejścia pomiarowe komparatora, mierzącego obciążenie przetwornicy (prąd ładowania baterii) oraz prąd rozładowywania baterii (rezystor pomiarowy PR316)
• n. 6 (VDDA) = wejście zasilania części analogowej przetwornicy
• n. 7 (IAC) = wyjście przetwornika cyfrowo/analogowego, które podaje napięcie wprost proporcjonalne do prądu, zmierzonego na rezystorze pomiarowym PR301 przy ładowaniu baterii oraz na PR316 przy jej rozładowywaniu
• n. 8 (COMP) = wejście ustalające wzmocnienie komparatora, mierzącego prąd wyjściowy przetwornicy
• n. 9 (ACAV) = wyjście detekcji zasilania sieciowego (AC), aktywne w stanie wysokim
• n. 10 (SCL) oraz n. 11 (SDA) = magistrala SMBus do komunikacji z KBC; standard napięcia to 3V
• n. 12 (BST) = wyście obwodu BOOST, poprawiającego skuteczność i stabilność przetwornicy
• n. 13 (HDR) = sterowanie bramki górnego klucza MOSFET
• n. 14 (LX) = wyjście przetwornicy, źródło górnego klucza MOSFET
• n. 15 (VDDP) = wyjście analogowego regulatora LDO (stabilizatora liniowego), zasilającego część przełączającą przetwornicy
• n. 16 (LDR) = sterowanie bramki dolnego klucza MOSFET
• n. 17 (BASE) = masa; to fizycznie nie jest nóżka, lecz kwadratowy pad, umieszczony na spodzie układu w centralnej jego części

Działanie tej przetwornicy jest banalnie proste, ponieważ ma ona zredukowaną do minimum ilość pinów. Ze schematu nie da rady opisać napięć na jej nóżkach, do tego będzie potrzebna nota aplikacyjna, która jest niedostępna nawet na stronie producenta. Jednakże teoretycznie ta przetwornica powinna działać jak każda inna - z tą różnicą, że ten konkretny sterownik ma detekcję zasilania AC na pinie zasilania VIN, oraz nie steruje bezpośrednio tranzystorami obwodu wejściowego, jak inne sterowniki (np. BQ24725). Generalnie jednak można określić przedział prawidłowych napięć, w zależności od trybu pracy (zasilanie AC lub bateryjne). Zacznijmy od zasilania AC.

1. Po podłączeniu zasilacza/ładowarki, na n. 1 sterownika pojawia się napięcie VIN (ok. 19V). W tym momencie sterownik wykonuje cały szereg rzeczy: wystawia sygnał ACAV na n. 9, który przyjmuje stan wysoki (ok. 3-6V), aktywuje stabilizator LDO, na którego wyjściu - n. 15 - pojawia się napięcie ok. 5-6V, zasilając przy okazji część analogową sterownika (n. 6), zaczyna mierzyć prądy na obu liniach pomiarowych (n. 2/3, gdzie napięcie na obu nóżkach powinno być bardzo zbliżone do napięcia baterii, oraz n. 4/5, gdzie napięcie na obu nóżkach powinno być bardzo zbliżone do napięcia zasilania VIN), wystawia na n. 7 napięcie wprost proporcjonalne do prądu, płynącego przez rezystor pomiarowy PR301 (a właściwie to napięcie na n. 7 jest 20-krotnością różnicy napięć między n. 4 i 5) oraz załącza magistralę SMBus (n. 10/11), przez którą odbiera rozkazy z KBC (magistrala jest w standardzie 3V, więc należy tutaj oczekiwać sygnałów cyfrowych o takiej amplitudzie). Jednocześnie, gdy bateria jest podłączona i poprawnie wykryta przez KBC oraz nie ma z nią problemów (nie jest uszkodzona), sterownik rozpoczyna ładowanie baterii, wystawiając przebiegi sterujące na bramki MOSFETów, przy czym amplituda przebiegów na bramce dolnego tranzystora (LDR, n. 16) nie powinna nigdy przekroczyć 19V, natomiast przebiegi na bramce górnego tranzystora (HDR, n. 13) mogą osiągnąć amplitudę nawet ponad 25V w stosunku do masy - to podbicie realizuje obwód BOOST przez rezystor PR312 i kondensator PC317. Napięcie stałe, mierzone na n. 12, powinno być o ok. 0.2-0.5V niższe, niż na wyjściu LDO (n. 15).
2. W przypadku zasilania bateryjnego, sterownik wykonuje okrojoną listę zadań. Po pierwsze, wyłącza sygnał ACAV na n. 9 (dzięki obecności rezystora PR9469 nóżka 9 jest ściągnięta do masy - pull down). Dzięki temu KBC wie, że zasilacz został odłączony, więc wystawia sygnał ACOFF, który odłącza tranzystory obwodu wejściowego, przy okazji załączając tranzystor PQ303, który podaje napięcie baterii wprost w gałąź B+. Dalej sterownik deaktywuje wejścia pomiarowe IACP/IACM, deaktywuje stabilizator LDO, wyłączając napięcie VDDP (przy okazji pozbawiając także zasilania część analogową VDDA). Teoretycznie więc sterownik powinien przejść w tryb wyłączenia - jednakże nie do końca tak się dzieje, bo przecież sterownik musi podawać do KBC informację o prądzie rozładowania baterii. Realizuje to dość sprytnie - podbiera napięcie baterii na pinie 14 (LX), dzięki czemu KBC może wysyłać rozkazy do sterownika przez magistralę SMBus, zaś wyjście IAC (n. 7) może podawać do KBC informację o prądzie rozładowywania baterii (jak wspomniałem wcześniej, jest to napięcie wprost proporcjonalne do prądu, płynącego przez rezystor PR316, ale tym razem mierzonego w odwrotną stronę). Oczywiście oba wyjścia sterujące kluczami MOSFET (LDR/HDR) także są nieaktywne, a napięcia na nich wynoszą po 0V.