[参考译文] BQ25798：过早充电终止会阻止电量监测计唤醒

您好 Jeff—感谢您的及时回复。 我们目前的 VBAT 上电容约为~30uF；这也许是我们能够通过降低  TRECHG 来解决这个问题的原因。

我们的下一个版本恰好在布局中、但这个区域的高度非常有限；我将在这里看到我们是否可以管理一个6.3V 220uF 钽电容器。 关于该解决方案的几个问题：

[4] 是否认为 VBAT 会被驱动至 OVP 一次、然后大容量电容器将维持 VBAT、直到保护器 FET 在电量监测计5秒启动时间后闭合？

我 认为电量监测计的 VCC 引脚在这5秒的延迟期间会通过保护器 FET 的体二极管消耗自己的激活模式电流；这是一个很长的时间、即使在200uF 条件下也是如此。

[5] 200uF 的来源是什么？它是否基于任何系统级因素、是否有任何上限？

同时、对于  TRECHG = 64ms 且 VCELL = 2.1V 的最后一种情况、电量监测计会完全关断；保护器 FET 本身不是开路、但可能代表电量监测计的零伏充电功能在欧姆区域运行。

VBAT 看起来稳定在2.5V 1–2秒、然后达到 OVP；我认为这对应于充电器从恒压涓流充电变为恒流预充电的点、此时欧姆保护器 FET 看起来像是开路。

[6] 这个1–2秒延迟是否是您提到的内部抗尖峰脉冲时间？

最后但同样重要的是、电量监测计5秒启动时间(即"SUV Delay")似乎至少部分导致了该问题。 从电量监测计的技术参考手册中获取：

我将使用禁用的启动时间进行测试；如果您有任何其他想法、请告诉我。 再次感谢您的持续支持！

尊敬的 Jeff：

关于4、大电容可防止 OVP。  因此、充电会反复终止并重新充电、从而在 BAT 引脚上产生小得多的振荡。

关于5200uF 基于我的经验测试。  我没有封闭形式的方程。  某些设置(例如 IINDPM、ICHG<0.5A 或某些 VBUS 与 VBAT 组合)允许略低的电容(例如100uF)。  在默认 ICHG=1A 时、200uF 似乎能解决所有 VBUS 到 VBAT 配置的问题。

如果 VBAT < 2.5V、充电器会将 BAT 调节为2.5V、仅在1.5秒内具有100mA 涓流电流、然后再转换到预充电、然后进行快速充电。

关于6、根据设计、有几个抗尖峰脉冲、其中一些抗尖峰脉冲甚至不在内部规格中、这些抗尖峰脉冲会影响 OVP 进入/退出、再充电进入/退出、终止进入等   

如果您尚未启用/禁用 BAT OVP 上的自动30mA 下拉电阻、我还建议您启用/禁用该电阻。

此致、

Jeff

您好、Jeff—感谢您提供的全面反馈；我对 我延迟的回复深表歉意。 我很高兴地报告、 通过根据您的建议向 VBAT 添加大容量电容并调整本主题中所述的寄存器、可以解决这个问题。

首先、我将 TRECHG 恢复为默认值(1024ms)、并确认在 VCELL = 2.1V 且 VBAT 上没有额外大容量电容的情况下可以重现原始问题。 在下面的所有捕获中、VBAT 和 VSYS 分别显示在通道1 (顶部)和2 (底部)上。

接下来、我向 VBAT 添加了220uF、并确认振荡不太明显、大概是因为充电器在 OVP 之前达到终止状态、因此重启速度快得多。

锯齿的最大周期等于预充电的1.5秒延迟加上 TRECHG。 通常、当电量监测计短暂唤醒时、充电器似乎立即直接进入预充电状态、因此周期会更短。

我以我的系统允许的速度轮询寄存器0x20 (故障标志0)、并确认在整个锯齿过程中绝不会触发 VBAT OVP。 仅此变化不足以 持续保持电量监测计唤醒状态、但 OVP 问题已解决。

接下来、我设置 EN_AUTO_IBATDIS = 0来禁用30mA 下拉。 我在 VBAT 波形上没有看到任何差异。不过、 这似乎是预期 行为、因为无论如何都不再触发 VBAT OVP。

接下来、我再次将 TRECHG 降至其最小值(64ms)。 我们的系统固件需要几秒钟的时间才能启动、因此锯齿不会立即消除。 不过、在写入寄存器后、我们会看到 VBAT 保持更加稳定、因为充电几乎瞬间反复重新启动。

请注意、这里仍然存在问题、因为 VBAT 保持接近 VREG、并且未被 VCELL 加载、这表示保护器 FET 仍处于开路状态。 电芯仿真器的电流读数确认电池包未在充电。

读取电量监测计寄存器会确认它未处于任何故障状态；而是在 VCELL < 2.2V 时在零伏充电模式下运行。在这种情况下、保护器 FET 在欧姆区域运行、并且未完全启用；这是 BQ40Z50的预期行为。

我将电量监测计的零伏充电阈值降低到1.8V。现在、我们可以看到保护器 FET 仅打开5秒；这对应于电量监测计等待启用保护器 FET 的消隐周期。

之后、保护器 FET 闭合、VBAT 被下拉至 VCELL。 最后、电芯仿真器的电流读数会确认电池包稳定充电。

最后但同样重要的是、我在 VCELL = 1.9V 时重复了该实验。在这种情况下、保护器 FET 在5秒消隐期后保持开路。 这是根据设计实现的、对应于我们在 VCELL < 2.0V 时在电量监测计中启用的不可恢复欠压保护

我们在下一个 PCB 版本中为 VBAT 添加了一个220uF 大容量电容器。 同时,我只是想与你确认以下几点:

[7] 将 TRECHG 降至最小值(64ms)是否有任何缺点、使得充电几乎瞬间重启？

[8]  在充电器不再循环进入和退出 OVP 的情况下、是否仍建议禁用30mA 下拉？ 这种更改似乎不再必要、 在发生合法的 OVP 故障时、下拉电阻将很有用。

再次感谢您的持续支持—如果我可以澄清我的任何问题或意见、请告诉我。

感谢您发送编修。 我很高兴听到这项调查可以使他人受益。 我在问题上与大家保持一致 [7] 和 [8] —现在只有最后一个问题：

[9] 对于这些在 系统固件干预并降低 TRECHG 之前 BQ40Z50无法完成其5秒启动序列的极端情况、我在 BQ40Z50 关闭保护器 FET 并将 VBAT 下拉至 VCELL 的那一刻在 VSYS (通道2)上看到短暂的干扰：

我发现这是因为我发现我们的系统在这个时候重新启动。 我还发现、如果 VCELL 足够低而 BQ25798启动涓流充电、则"电池"在 稳定至100mA 涓流充电电流之前短暂需要至少500 mA：

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你有什么想法,为什么这两种现象发生?  这一切都是非常无害的,因为系统仍然恢复;我们还在谈论一个极不可能的情况在一开始。 我主要是在问起礼貌性。

再次感谢您的持续支持—如果我可以澄清我的任何意见、请告诉我。

尊敬的 Jeff：

预计 SYS 上会出现干扰。  这类似于负载瞬态。 增加 SYS 上的电容可能有助于减少。

涓流充电的500ms 稳定时间为奇数。  下面是1S 应用的启动曲线图(黄色表示 BAT)。   未连接电池、BAT 上只有一个0.1f 电容器。  充电器启动涓流、然后有一个从涓流到预充电的抗尖峰脉冲周期、其中电流减小、然后进行预充电、再进行快速充电。  是否看到了抗尖峰脉冲？

此致、

Jeff

您好、Jeff—再次感谢您的反馈、感谢您分享这一成果。

 VSYS 上的电容至少为500 μ F 、因此无法轻松腾出更多空间。 但是、 这种故障导致的早期重新启动 对于客户来说并不一定是显而易见的—它似乎也只是在我们没有合理预期的 VCELL 极端值时发生、因此我认为我们可以忍受它。

我们可以探索的另一个选项是延迟我们系统固件中的某些引导序列、并减少对 VSYS 的需求、直到电量监测计稳定为止。 我想我这里要混淆的主要点是为什么我们看到 VSYS 上出现干扰、而不是 VBAT 上出现干扰、它们从根本上不是来自同一个开关转换器吗？

关于涓流充电抗尖峰脉冲时间、我通常会看到 VBAT 在预充电开始之前稳定在2.5V 约1.5秒； 根据您之前的评论、我相信这是正常现象。

但是、我在这里指的是视频中电池仿真器仪表显示的500mA 短暂充电电流、与保护器 FET 关闭和涓流充电开始并存。 在本实验中、VCELL 保持得足够低(2.05V)、以防止预充电。

我一直宽泛地假定这也是一个负载瞬态、因为 BQ25798会在引入负载后自然需要少量时间将充电电流限制到100 mA。 如果我有误解或我能提供任何其他数据、请告知我。