LM3525 czyli zabezpieczenie nadprądowe wyjścia portu USB.

[Michał6201]

W jednym z tematów opisywałem mój zegarek do samochodu. Jedną z funkcji jakie posiada ten zegarek, to ładowarka do telefonu. Wyprowadzone zasilanie +5V na gniazdo USB. Jako że cały układ zasilany jest przez wydajną przetwornicę ST1S10, to można z niej pociągnąć nawet do 3A. Pomyślałem sobie, że to może być trochę za dużo jak na ładowarkę do smartfona i trzeba czymś ograniczyć prąd ładowania, choćby ze względu na wydłużenie życia baterii w telefonie.
Szukałem w internecie jak mogę ograniczyć pobór prądu z gniazda USB, ale nic sensownego nie znalazłem. Zupełnie przypadkiem wczoraj trafiłem na układ scalony LM3525, który jest dedykowany do tego typu rozwiązań i pełni on funkcję włącznika zasilania w gniazdach USB w komputerach PC oraz ogranicznika nadprądowego w linii zasilającej USB.
Ten oto scalak w obudowie SO08 ogranicza pobór prądu z gniazda USB do 1A, jest kompatybilny z USB 2.0. Posiada jeszcze kilka dodatkowych funkcji:
- ENABLE - możliwość włączenia i wyłączenia zasilania portu USB. Produkowane są dwa typy tego układu scalonego oznaczone na końcu literką H lub L. H oznacza, że pin ENABLE sterowany jest stanem wysokim, natomiast L oznacza sterowanie stanem niskim. Wejście ENABLE akceptuje stany logiczne 3,3V oraz 5V.
- FLAG - funkcja ta sygnalizuje stanem niskim na wyjściu wystąpienie jednego z następujących warunków: spadek napięcia na wyjściu, ograniczenie poboru prądu do 1A, a także wzrost temperatury struktury powyżej 135oC. Wzrost temperatury do 135oC powoduje wyłączenie zasilania portu USB. Dopiero spadek tej temperatury o 10oC powoduje ponowne załączenie zasilania. FLAG zgłasza błąd stanem niskim z opóźnieniem 1ms, jest to przydatne w chwili podłączenia do gniazda USB urządzenia, które może na starcie spowodować nagły skok poboru prądu.

Na wyjściu układu zastosowany jest kondensator tantalowy o dużej pojemności 120uF. Jest to podyktowane wymogami w aplikacjach USB obsługującymi tak zwany hot plug. Gwałtowny skok poboru prądu przez dołączone urządzenie nie może powodować powstania błędu na pinie FLAG i wysłanie tej informacji do mikrokontrolera, stąd ta duża pojemność na wyjściu. Masa oraz +5V doprowadzone są do gniazda USB przez koraliki ferrytowe w celu zmniejszenia niepożądanych zakłóceń EMI.

Układ ten z pewnością zastosuję w zegarku.
Najpierw zrobię małą płytkę prototypową do testów, a wersja finalna trafi do mojego samochodu. Niestety nie udało mi się znaleźć tego scalaka w sklepach w PL, musiałem złożyć zamówienie w Chinach i teraz pozostaje mi tylko czekać z utęsknieniem na paczkę.

Poniżej zamieściłem schemat mojego prototypu, może kogoś z Was zainteresują możliwości tego układu scalonego i wykorzysta to również do innych aplikacji. Wszystko o czym tu napisałem i jeszcze więcej można znaleźć w nocie aplikacyjnej.

LM3525.png