[参考译文] BQ25185：电池充电时过热

您好：

感谢您再次联系我们。

我仔细检查了您的原理图、没有发现任何问题、但我确实注意到快速充电电流设置为~1A。 单独这一点会导致器件消耗大量功率、较高的输入电压会进一步增加功率耗散。 这可能是导致您看到过热的原因、也是使用线性充电器的固有影响。

我有几个问题：

1.  连接电池时是否存在输入源(即充电是否立即开始)？
   • 我想确认充电过程中是否发生过热。
   • 如果是、输入电压和测得的充电电流是多少？
2. 如何确定 BQ25185过热？
   • 您是否会看到由于热调节(TREG)而降低的充电电流？
   • 您是直接测量器件温度吗？

此致、

Alec

嗨、Alec

感谢您的答复。

1.是的,连接电池时,输入源存在。

测量值为：

不带电池：

• IN - 4.27
• BAT - 3.33
• SYS - 3.71
• 0.92 mA

在连接电池的情况下：

• IN - 3.83
• BAT - 3.13
• SYS - 3.43
• 0.81 mA

就电池规格而言、它是低电压。

2.我直接测量温度。 当温度升高时、我看不到电流下降。

我分享以下 PCB 设计：

您好：

您能分享一下器件温度升高的程度、以及您看到器件在任何时候都关闭还是停止充电吗？

我想更好地了解您看到的行为。

此致、

Alec

最高温度为58.2摄氏度、器件不会关闭。  它正在为电池充电、我无法识别任何异常...

当器件  仅使用电池或仅使用 USB 运行时、温度正常。 问题似乎仅在充电时出现。

PCB 其他器件的温度 在 PCB 最远的点也会增加约10°C (36°C)、从而受到影响。

我在设计中添加了更多用于散热的焊盘。 我们还考虑 在 ISET 设计中添加一个600Ω 电阻器、因此我们可以使用 具有开路跳线的600Ω 和300Ω、并 在测试期间选择其中一个、以查看 Ã Ω 是否确实是此问题的根源。

您好：

感谢您分享这些详细信息。

观察布局、 我怀疑 IC 发热的主要原因是 PCB 覆铜区的散热有限。 顶部(红色)层和底部(蓝色)层上的覆铜看起来有些分散。 在顶层、 在 VSYS 和 VBAT 布线之间尤其受到限制。

使这些覆铜更连续会显著帮助散热。 添加更多散热过孔也可以改善顶层和底层之间的热传递。

---

BQ25185数据表的第8.3.7.6节 提供了功率耗散公式、可改写为：

PDISS =[(VIN - VSYS)*(ISYS + IBAT)]+[(VSYS - VBAT)* IBAT]

要估算芯片结温、请执行以下操作：

TJ  = TA  + θJA μ A  * PDISS

从 BQ25185数据表中可以看出、 θJA = 68.3°C/W、环境温度(TA) 通常为25°C。

也就是说、θJA Ω 在很大程度上取决于电路板布局布线、因此 应将其视为 棒球场估算。

---

您能解释一下有多少电流流入电池与系统负载吗？  您提供的电流测量值是否来自输入？  我们可以使用上述公式运行一些粗略的计算 、以便更好地了解您看到的温升是否符合预期。

此外、在这些测试期间、您是否使用太阳能电池板作为输入源？

此致、

Alec

嗨、Alec、再次谢谢

是的,我使用太阳能电池板和开关适配器时,没有阳光。  我做了一些测量、它们如下所示：

• 未连接电池时的开关适配器(5V-2A)：

• VIN = 4.53V  

• VSYS 3.92V  

• ISYS = 1.10A  

• IBAT = 0.92A  

• VBAT 3.55V  

•  连接电池的开关适配器：

• VIN = 4.48V

• VSYS = 3.89V  

• ISYS = 1.10A  

• IBAT = 0.76A  

• VBAT 3.23V  

• 太阳能电池板(5.5V - 1.84A)+电池

• VIN  =  5.70V

• VSYS  3.72V   

• ISYS  = 1.10A  

• IBAT  = 0.76A  

• VBAT  3.01V  

此外、我一直致力于减少碎片并添加更多过孔：

您好：

我注意到、ILIM 设置为1100mA、但测得的系统和电池组合电流大大超过了该值。  在您提供的测量中、ISYS 是否 指 IIN？ 您是否还请确认 IBAT 的方向(即电池是在充电还是放电)？

如果启用充电、我期望在未连接电池时 VBAT 等于 VBATREG、我看到在您的应用中 VBATREG 设置为4.2V。

此外、您能否分享一下输入源使用的太阳能电池板？

此致、

Alec

ISYS 是来自 SYS (引脚1)的电流。

IIN 缺失、您没错。 ISYS 为1.41A、带充电器、1.8A、带太阳能电池板。 这种高电流可能 会破坏整个系统？

IBAT (BAT 处的安培电流、引脚2)正在充电、但当我断开充电器时、它会保持该值~0.76A  

 不使用电池时 VBATREG 为3.56V、使用电池时为3.30V。 它低于应该达到的值。

太阳能电池板规格：

您好：

感谢您的更新。

Unknown 说：

IIN 缺失、您说对了。 ISYS 为1.41A、带充电器、1.8A、带太阳能电池板。 这种高电流可能 会破坏整个系统？

由于 ISYS 测量值(1.41A、1.8A、太阳能电池板) 超过了输入电流限制 (ILIM = 1100mA)、因此电池很可能正在放电以帮助为系统供电。 此行为是预期行为、是 DPPM (动态电源路径管理)功能的一部分。 请参阅 BQ25185数据表的第8.3.2节。

当系统+充电电流超过 ILIM 时、VSYS 开始下降。 如果 VSYS 降至 VBAT - VBSUP1 (其中 VBSUP1为40mV、典型值)以下、则电池开始向系统提供电流。 这 称为补充模式。

也就是说、根据您的测量值、VSYS 似乎高于 VBAT、这表明电池未处于补充模式。 但是、如果系统负载~1.4A、而 ILIM 设置为1.1A、则必须使用电池来 补充负载。

[引述 userid="626416" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1497640/bq25185-overheating-when-charging-the-battery/5761934 #5761934"] IBAT (BAT 处的安培电流、引脚2)正在充电、但当我断开充电器时、它会保持该值~0.76A。 

为了澄清一下、当您说断开充电器后 IBAT 保持~0.76A 时、您是否意味着该电流正在流出 BAT 引脚？ 如果是、这 意味着电池正在为系统供电、这是合理的。

不过、我还注意到、在未连接电池的情况下进行的早期测量中、IBAT 的测量值为0.92A。 这是意料之外的情况。  如果没有电池、则不应有任何电流流入或流出 BAT 引脚。 您能否仔细检查此测量结果？

此致、

Alec

Unknown 说：

但是、我还注意到、在您之前未连接电池的测量中、测得的 IBAT 为0.92A。 这是意料之外的情况。  如果没有电池、则不应有任何电流流入或流出 BAT 引脚。 您能否仔细检查此测量值？

是的。 我可以确认我的测量结果如上所示：

• IBAT  = 0.92A  

• VBAT  3.55V  

Unknown 说：

由于 ISYS 测量值(1.41A、1.8A、太阳能电池板) 超过了输入电流限制 (ILIM = 1100mA)、因此电池很可能正在放电以帮助为系统供电。 此行为是预期行为、是 DPPM (动态电源路径管理)功能的一部分。 请参阅 BQ25185数据表的第8.3.2节。

当系统+充电电流超过 ILIM 时、VSYS 开始下降。 如果 VSYS 降至 VBAT - VBSUP1 (其中 VBSUP1为40mV、典型值)以下、则电池开始向系统提供电流。 这 称为补充模式。

也就是说、根据您的测量值、VSYS 似乎高于 VBAT、这表明电池未处于补充模式。 但是、如果系统负载~1.4A、而 ILIM 设置为1.1A、则必须使用电池来 补充负载。

[/报价]

在这种情况下、最佳做法是什么？ 我是否应该尝试一下将该电流限制在1A？

您好：

[引述 userid="626416" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1497640/bq25185-overheating-when-charging-the-battery/5764375 #5764375"]

是的。 我可以确认我的测量结果如上所示：

• IBAT  = 0.92A  

• VBAT  3.55V  

[/报价]

感谢您的确认。  毫无疑问、我们不希望在未连接电池的情况下看到 IBAT = 0.92。 除电池之外、是否还有任何其他连接到 BAT 引脚的设备？ 流入还是流出 BAT 引脚的电流是多少？

Unknown 说：

在这种情况下、最好怎么做？ 我是否应该尝试一些措施将此电流限制在1A？

如果您的系统负载大于 ILIM、电池将处于补充模式、 并需要放电以支持负载。 这意味着电池在此期间无法充电、如果器件长时间处于 DPPM、则可能会出现问题。

由于您的 ILIM 已设置为最大值(1100mA)、因此您的其他选择是降低系统负载(这可能不切实际)或切换到支持更高电流的开关充电器。

您能否说明预期的系统电流消耗是多少？ 此外、如果您仔细查看 IBAT=0.92A、以便我们能够了解发生了什么、这会很有帮助。

此致、

Alec

嗨、Alec

Unknown 说：

由于您的 ILIM 已设置为最大值(1100mA)、因此您的其他选择是降低系统负载(这可能不切实际)或切换到支持更高电流的开关充电器。

是否有一些 符合此规格的 TI 开关充电器？

Unknown 说：

除电池外、是否还有任何其他连接到 BAT 引脚的内容？ 流入或流出 BAT 引脚的电流是多少？

我们再次进行了检查、没有任何器件连接到 BAT 引脚。

我看到与原理图示例唯一不同的 是连接到3V3 (来自降压 IC)的 STAT1和 STAT2引脚、而不是连接到 IN 引脚的 VCC。 不过我不确定它是否会影响类似的东西。

您好：

Unknown 说：

是否有一些 符合该规格的 TI 开关充电器？

我们的许多开关充电器支持更高的输入电流。 如果您需要为系统负载支持1.1A 以上的电流、建议查看 BQ25606 (独立降压稳压器)、BQ2589x 或 BQ2562x。

Unknown 说：

我看到的唯一与原理图示例不同的 是连接到3V3的 STAT1和 STAT2引脚(来自降压 IC)、而不是连接到 IN 引脚的 VCC。 虽然我不确定它是否会影响类似的东西。

在 BQ25185 EVM 原理图中、LED 也上拉至外部3.3V LDO 的输出端。 我预计您的原理图中的 STAT1和 STAT2不会导致任何问题。

您是否仍观察到系统负载产生了明显的电流消耗？  此 电流消耗是否与下游元件的预期负载匹配？

此致、
Alec

嗨、Alec。

我检查过之前的消息、发现我犯了一个错误。

当我说"带充电器的 ISYS 为1.41A、带太阳能电池板的电 流为1.8A。"实际上、我是指 IIN、BQ25185的输入、而不是系统的输出电流。

话虽如此、今天我与电子工程师交谈过、他们帮助我担任顾问。 尽管他不是电源管理电路方面的专家、但他建议测试一个最大电流输出为1A 的 LDO 稳压器并连接到中 、看看这是否可能是问题的根源。

我想从你那里知道。 这是  合理的吗？