Uživatelská příručka MICROCHIP USB PD Demo Board

Obsah skrýt

1 Demo deska MICROCHIP USB PD

2 USB PD Demo deska

3 Nastoupitview

4 Začínáme

5 Postup kalibrace

6 Charakteristiky nabíječky

7 Schémata

8 Dokumenty / zdroje

8.1 Reference

9 Související příspěvky

Demo deska MICROCHIP USB PD

USB PD Demo deska

USB PD Demo Board je ukázková deska USB nabíječky baterií s mikrokontrolérem ATSAMD21J18A. Deska obsahuje PKoB pro programování/ladění USB spolu s rozhraním Atmel ICE.

Nastoupitview

Deska podporuje dva typy rozšiřujících hlaviček. K dispozici je jeden I/O konektor Xplained Pro se 4kolíkovým napájecím konektorem Xplained Pro a konektor mikroBUS klikací desky. Napájecí zdroj SEPIC nabíječky baterií může podporovat plnou specifikaci USB PD 20V/5A 100W. Demo kód podporuje přídavnou desku OLED1 Xplained Pro na rozšiřující hlavičce 1. Tato přídavná deska je volitelná, ale je užitečným nástrojem pro ladění a sledování stavu nabíječky. Desku OLED1 Xplained Pro lze zakoupit samostatně. USB PD Demo Board je ukázková deska USB nabíječky baterií s mikrokontrolérem ATSAMD21J18A. Deska obsahuje PKoB pro programování/ladění USB spolu s rozhraním Atmel ICE. Deska podporuje dva typy rozšiřujících hlaviček. K dispozici je jeden I/O konektor Xplained Pro se 4kolíkovým napájecím konektorem Xplained Pro a konektor mikro-BUS klikací desky. Napájecí zdroj SEPIC nabíječky baterií může podporovat plnou specifikaci 20V/5A 100W USB PD.

Začínáme

Ověřte, že A) 5V Select Header má propojku na straně DBG a B) Reset Select má propojku na Boot straně, jak je znázorněno níže:
1. A) Propojka na levé straně
2. B) Propojka dole
Stáhněte a spusťte MPLAB X IDE.

Zapojte ladicí USB do počítače a zkontrolujte, zda MPLAB X rozpozná, že je sada připojena.
Pokud se LED dioda napájení nerozsvítí, zkontrolujte, zda je 5V select header nastaven na správný zdroj.

Stáhněte si složku PSF z webu GitHub (https://github.com/MicrochipTech/PD_Sink_Battery_Charger_Demo) a rozbalte složku.
Otevřete MPLAB X a klikněte File > Otevřete projekt a přejděte na místo, kde jste soubor stáhli file a přejděte do složky PSF_EVB_Sink > PSF > Demo > PSF_EVB_Sink > firmware a vyberte projekt file; PSF_EVB_Sink.x

Vyberte programovací nástroj: Ukázková deska USB Type-C-SN: XXX
Sestavte a naprogramujte demo kód stisknutím tlačítka tlačítko umístěné na

Připojte kladnou stranu 12V baterie ke svorce baterie označené + a zápornou stranu baterie ke svorce označené -.
Připojte libovolnou nabíječku podporující USB PD ke konektoru USB-C a začněte nabíjet.

Demo kód podporuje přídavnou desku OLED1 Xplained Pro na rozšiřující hlavičce 1. Tato přídavná deska je volitelná, ale je užitečným nástrojem pro ladění a sledování stavu nabíječky. Desku OLED1 Xplained Pro lze zakoupit zde: OLED1 Xplained Pro Board. Tlačítko 3 na desce OLED1 slouží k přepínání mezi dvěma stránkami zobrazení. Na první stránce je zobrazen stav nabíječky baterie (buď Fault, Pre-condition, CC Mode, CV Mode, nebo Fully Charged). Pokud došlo k poruše, zobrazí se, o jaký typ poruchy se jedná. Pokud nedojde k žádné poruše, zobrazí se SOC baterie v procentechtagE. Na straně 2 je zobrazena sjednaná smlouva PD ve sjednaném objemutage a aktuální.

Poznámka: Možná budete muset stisknout tlačítko reset desky po připojení desky OLED1, pokud displej zpočátku nefunguje.

Obrázky 5 a 6 znázorňují různé stavové a chybové kódy, které jsou rozpoznány stavovým strojem nabíječky a zobrazí se na desce OLED1. Je uveden stručný popis toho, co každý kód znamená

Typ stavu	Celočíselný kód	Popis
CHYBA	0	Byla zjištěna závada
PŘEDPOUŠTĚNÍ	1	Baterie voltage je příliš nízké pro plný proud nabíjení
CCMODE	2	Režim nabíjení konstantním proudem
CVMODE	3	Konstantní objemtage režim nabíjení
NABITÁNO	4	Baterie je plně nabitá
DOBÍJTE	5	Baterie voltage od nabití klesla

Stavové kódy nabíječky

Typ poruchy	Celočíselný kód	Popis
GENERICKÉ	0	Neznámá závada
NOSOURCE	1	Není připojen žádný zdroj PD
UVLO	2	Svorka baterie objtage je příliš nízké
OVLO	3	Svorka baterie objtage je příliš vysoké
PŘETEPL	4	Teplota baterie je příliš vysoká
PODTEPLÝ	5	Teplota baterie je příliš nízká

Výstupem jsou informace o ladění pro ladění komunikačního portu desky. Pomocí terminálového programu, Tera Term, nastaveného na správný COM port pro desku PD EVAL a 115.2 kBaud, budou informace o ladění vytištěny do okna terminálu, jak je znázorněno níže.

Níže uvedené informace o ladění o nabíjení baterie.

Postup kalibrace

Podrobnosti o postupu kalibrace najdete na straně 7 uživatelské příručky. Pro zlepšení přesnosti měření proudu nabíječky lze provést volitelnou kalibrační proceduru. Pro tento proces bude zapotřebí multimetr.

Kroky ke kalibraci aktuálních hodnot:

Sestavte obvod znázorněný na obrázku níže.

V kódu file „SEPIC_CTRL.c“ změňte proměnnou CALEN na 1 a přeprogramujte desku tak, aby umožnila kalibraci.
Zapojte zdroj napájení PD do konektoru USB-C (není znázorněno níže).

Pomocí vizualizéru dat v MPLAB X zadejte proud (v mA) zobrazený na multimetru. Pokud to uděláme pro dvě různé hodnoty, umožní nám to vypočítat potřebné kalibrační parametry.
Tyto hodnoty jsou uloženy v EEPROM a kalibraci stačí provést pouze jednou. Pokud desku přeprogramujete, budete muset kalibraci zopakovat.

Charakteristiky nabíječky

Podrobnosti o vlastnostech nabíječky najdete na straně 8 uživatelské příručky. Nabíječka používá konstantní proud/konstantní objtage nabíjecí algoritmus. Existují tři hlavní stavy, ve kterých nabíječka pracuje, předběžná podmínka, nabíjení konstantním proudem a konstantní objemtage poplatek. Nabíječka přejde do režimu předběžné kondice, pokud detekuje objem baterietage je příliš nízké pro bezpečné nabíjení plným proudem. V tomto režimu je nabíjecí proud omezen na několik set miliamps. Jakmile nabíječka detekuje objem baterietage je nad prahem přerušení před nabíjením, bude ramp proud na maximální povolený nabíjecí proud. Tato hodnota může být pevně zakódována uživatelem nebo může být nastavena na automatický výpočet na základě sjednané smlouvy PD. Nabíječka bude pokračovat v nabíjení konstantním proudem, dokud se neobjtage se blíží svému maximálnímu objemutage ve kterém bodě vstoupí do konstantního objtage režim. V tomto režimu nabíječka kontroluje objem baterietage každých 500 ms. Pokud zvtage je nad maximálním objemem baterietage, bude snižovat proud, dokud nebude na nebo mírně pod tímto objememtage práh. Tím bude zachován objem baterietage na konstantní úrovni. Tento proces bude pokračovat, dokud nabíjecí proud nebude pod stanoveným vypínacím proudem. V tomto okamžiku se nabíječka vypne, ale bude nadále sledovat baterii a podle potřeby dobíjet.

Parametry pro prahové hodnoty stavu nabíječky lze vyladit v „SEPIC_CTRL.c“ file. Pro stanovení parametrů baterie a požadovaných prahových hodnot/mezních hodnot se používá několik definic