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[参考译文] BQ76972:测量堆叠设计中的奇怪堆叠电压

Guru**** 2482225 points
Other Parts Discussed in Thread: TIDA-010247

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1483007/bq76972-measuring-strange-stack-voltages-in-stacked-design

器件型号:BQ76972
主题中讨论的其他器件:TIDA-010247

工具/软件:

您好:

我们在设计中有一种与 TIDA-010247非常相似的奇怪行为。

该板连接到电池模拟器装置(20节电池-每个 BQ 10节电池)、并由48V 电源供电。
FET 和和电流检测电阻 尚未连接
我们会看到电池组电压上出现奇怪的电压 、这些电压不等于电芯电压之和、每个 BQ 的值本身应该为24V。
值得注意的是、将电源电压降至24V 会导致间隙 消失


下面是我们自定义监控工具的屏幕截图:
(左列是底部 BQ、右列是顶部 BQ)
49V 时的电源



电源电压为36V


24V 电源


以下是相关模式:



对这里正在发生的事情有什么想法吗?
谢谢 Vadim

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    您好、Vadim、

    是否还没有连接电流检测电阻器和 FET? 我认为这篇前文可能会有所帮助: 堆叠设计启动错误的电池测量

    此致、
    Alexis

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    尊敬的 Alexis:  
    感谢您发送编修。  我们之前也解决了漏电流+到 GND 分流器问题、因为我们在顶部 BQ 上进行了负电压测量。

    我们的设计分为2个电路板、因此未连接 FET 和电流检测电阻:
    处理板(2个 BQ MCU +连接物) 和带有 MOSFET 热敏电阻和电流检测电阻的电源板。   
    3天前电源板未准备就绪。
    我们不理解的是、为什么2个电池组电压之和(由 BQ 测量)不等于电源电压。  
    而增量会随着电源电压的增加而增加

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    尊敬的 Alexis:

    我们今天对电源板进行了测试。 FET 控制正在工作、并且电池电压具有正确的值。

    电池组电压与电芯电压之和保持不一致(在~28V 时开始出现错误)。

    可能是增益要设置还是缺少校准?

    一个电池组电压怎么会大于输入 BAT?

    我们的配置或原理图中的基准/接地是否不正确?

    谢谢、
    Ronan

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    提醒一下 、我们的设计基于 TIDA-010247 www.ti.com/.../TIDA-010247 电池进行了优化。

    Ronan

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    TI 团队大家好、

    我们目前确实进行了电压校准。

    电池组电压现在是相干的、但增益值约为 ~17000、这与两个 BQ 的出厂值(~34000)有很大不同。

    此外、当 FET 闭合时、底部 BQ 的电池包电压保持一致、但当 FET 开路时、该电压不为零。

    您有任何建议或意见吗?

    谢谢、
    Ronan

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    您好 Alexis_H

    看来、使用 TIDA-010247时 PACK 和 LD 底部 BQ 电压的校准应该不同。

    BQ 底部上有一个分压器用于电池包电压:

    比率~0.5 (600k / 1200k)

    BQ 底部上有用于 ld 电压的分压器:

    比率~0.76 (2000k / 2600k)





    这些分频器用于底部 BQ 的用途是什么?

    我们正在尝试集成这些分压器以校准底部 BQ 电池包和 ld 电压。

    如果有任何机会、您是否有此 TIDA 校准代码示例?

    我们找不到`void BQ769x2_function Voltage_Calibration ();` function 在这里声明: https://github.com/TexasInstruments/mspm0-sdk/blob/main/examples/nortos/LP_MSPM0G3519/demos/bq769x2_TIDA010247/BQ769x2_Configs/BQ769x2_protocol.h#L546的实现

    (与 此员额有关)。

    谢谢、
    Ronan


    CC Vadim Lebedev
    CC Luis H. S.

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    您好 Ronan、

    此外、当 FET 闭合时、底部 BQ 的电池包电压保持一致、但当 FET 断开时、电池包电压不为零。

    该器件包含自己的出厂增益修整;但是、当客户根据其系统/设计对器件进行校准时、可以对其进行优化。

    电池组电压现在是相干的 、但增益值约为~17000、这与两个 BQ 的出厂值(~34000)非常不同。

    这是连接负载/充电器还是在空载且 PACK+/PACK-引脚悬空的情况下?

    这些分频器用于底部 BQ 的用途是什么?

    PACK 和 LD 引脚的最大额定值为 VSS + 85。 如图中所述、您需要更改电阻器以适应不同的电池组电压、因为此参考设计适用于高达32S 和高达1500V 的 ESS 应用。 一些用户可能使用的电压小于32S 或更低、因此 PACK 引脚电阻器不需要如此高。

    如果有任何机会、您是否有此 TIDA 校准的代码示例?

    我们没有此 TIDA 的任何校准示例代码。

    此致、
    Alexis

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    这是在连接负载/充电器的情况下还是在空载和 PACK+/PACK-引脚悬空的情况下?

    由于没有负载或充电器、因此 PACK+/-引脚悬空。

    与出厂修整相比、一个非常不同的增益值对于 PACK/LD 电压看起来正常(由于分压器)、但对于电池组电压似乎很奇怪、不是吗?

    PACK 和 LD 引脚的最大额定值为 VSS + 85。 如图中所述、您需要更改电阻器以适应不同的电池组电压、因为此参考设计适用于高达32S 和高达1500V 的 ESS 应用。 一些用户可能使用的电压小于32S 或更低、因此 PACK 引脚电阻器不需要如此高。[/报价]

    好的、我们的设计是24V -> 72V、因此不需要分压器。

    谢谢、
    Ronan

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    您好:

    我们的工程师 将离开办公室、下周再见。

    此致、

    Luis Hernandez Salomon

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    您好 Luis:

    好的、感谢您提供的信息。

    上述校准结果通过以下"目标"电压(FET 闭合)完成:

    1/电源30V:

    BOT STACK = 15V PACK = 15V (分压器~0.5) LD = 22.98V (分压器~0.76)

    顶部电池组= 15V PACK = 15V (中的顶部 BAT) LD = 13.99V (分压器+二极管比率0.97)

    2/ 48V 电源:

    Bot stack = 24V PACK = 24V (分压器~0.5) LD = 36.7V (分压器~0.76)

    顶部堆叠= 24 PACK = 24V (中的顶部 BAT) LD = 22.25V (分压器+二极管比率0.97)

    我们还尝试了未集成底部 BQ 比率的校准(即直接在30/48V 目标电压下的 PACK/LD):

    TOS 增益                  33486               17162                
    电池包增益                 33481               32285                
    LD 增益                   34834               19500

    它随后给出了以下值:

    PS 30V:Pack 24V、LD 19.6V (堆叠15V 正常)
    PS 48V:PACK 42V、LD 37.8V (Stack 24V OK)

    下周与您交谈、
    Ronan

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    您好 Luis H. S. / Alexis_H

    您的工程师会收到任何消息吗?

    Ronan

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    TI 团队大家好、

    看来、我们需要为堆栈/Pack/LD 指定"VDiv Offsets"、以便通过校准进行完全补偿。

    您认为这是我们应该考虑的问题(可以由主机 MCU 来完成)吗?

    谢谢、
    Ronan

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    您好 Luis:

    我很抱歉推门,但有没有机会,工程师将有一个看看本周?

    此致、

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    尊敬的 Alexis_H:

    我们仍然坚持这个问题,你认为我们可以得到支持在这个问题?

    此致、

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    Luis H. S.、 Alexis_H 温馨提示!

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    您好 Ronan、

    这也会有所帮助。  第2.4节 TOS (栈顶)、PACK 和 LD 引脚电压校准    参考校准和 OTP 编程指南中的内容将很有用  第4.10节电压校准(ADC 测量)   查看这些文档。  

    此致、
    Alexis

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    您好 Alexis_H

    感谢链接。 我们使用的是与校准指南中提供的完全相同的 Python 脚本。

    看起来是两个 BQ 的»Ω 堆叠设计«需要在我的理解下为 Stack/Pack/LD 执行特定的校准程序。  但原因看起来并不清楚。

    在 评估板上采用«μ H 单声道设计»进行的校准不会产生如此重要的增益/偏移 、并且在未经任何校准的情况下、Stack/Pack/LD 电压是非常正确的。

    谢谢、

    Ronan

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    您好 Ronan、

    校准指南中提供的 Python 脚本是在设计时考虑到单声道设计、但背后的理念应该是类似的。 堆叠设计的校准是否有助于实现您目前所见的目标?

    此致、
    Alexis

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    在堆叠设计中、它确实有助于提高堆叠电压。

    对于电池包和 ld 电压、它不能补偿所有误差。

    Ronan

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    您好 Ronan、

    仔细检查一下、如果电流检测电阻器和 FET 未连接、是否仍会出现这种情况?

    此致、
    Alexis

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    您好 Alexis、

    否、一切都已连接(检测+ FET)。

    谢谢、
    Ronan

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    您好 Alexis_HLuis H. S.

    TIDA-010247上是否校准了电池组/电池包/ld 电压

    谢谢、
    Ronan

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    尊敬的 Ronan:

    我是 TIDA-010247的设计人员。 我没有在示例代码中添加 LD/Pack 校准代码。 这些电压测量无需实现高精度。 您似乎在正确的方法来校准它。 现在的困难是什么?

    BRS

    KIAN

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    您好: Kian Lin

    很高兴能直接与 TIDA 的设计人员接触!

    现在、对电池组电压进行校准是可以的(即使 TOP/BOT BQ 的增益/偏移与默认值相比差别很大、这似乎有点奇怪)。

    仍然、与输入电源相比、LD/PACK 电压的校准无法提供正确的值。

    我想说是因为 Vdiv_offset 是根据电池组电压计算的、但对于类似 TIDA 的设计中的 LD/PACK、Vdiv_offset 应该不同。

    从校准脚本中:

    Vdiv_Offset_cV = (
        TOS_Gain * (TOS_Voltage_Counts_A / N_SAMPLES) / 2 ** 16 - TOS_V1_cV
    )
    
    Vdiv_Offset = round(Vdiv_Offset_cV / (100.0 * vscale))  # Convert to UserV
    


    谢谢、
    Ronan

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    尊敬的 Ronan:

    反向计算的 Vdiv 偏移不应该是一个大值、对吧? 采用48V 电源时、误差似乎为6~8V。  

    您是否尝试通过增益*原始计数/2**16计算 PACK 和 LD 电压?  

    BRS

    KIAN

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    我们仅关注底部 BQ。

    校准后、电池组电压正确、具有以下偏移/增益:

    底部

    VDIV 偏移               -640                 
                      第17131章


    在30V 时、两个 BQ 的电源堆叠为15V (OK 校准目标值为15V)
    在48V 时、两个 BQ 的电源堆叠为24V (OK 校准目标值为24V)

    校准后、通过以下增益、PACK/LD 不正确。

    底部

    电池包增益                 32285                
    LD 增益                    19500


    在30V 电源下、电池组为24V、LD 为19.6V (KO 校准目标值为30V)
    在48V 电源时、电池包为42V、LD 为37.8V (KO 校准目标值为48V)


    =>因此 PACK 电压的误差为~6V、LD 电压的误差为~10V。

    >您是否尝试通过增益*原始计数/2**16计算 PACK 和 LD 电压?  

    这就是校准脚本正在执行的操作、但会仔细检查。

    Ronan

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    尊敬的 Ronan:

    我明白了。 我将于下周在我自己的电路板上尝试进行校准。

    BRS

    KIAN

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    尊敬的 Ronan:

    我在我的电路板上进行了测试。  

    我建议不要遵循本文中的校准指南校准 和 OTP 编程指南 。

    因为增益会超过16位无符号整数的长度。  

    我可以通过以下过程获得准确的校准后的 PACK/LD 电压:

    1. 应用已知 VPACK_A
    2. 读取 PACK/LD 电压过孔 直接命令、 读取多个数据以获得平均值  
    3. 应用已知 VPACK_B
    4. 读取 PACK/LD 电压过孔  直接命令、  读取多个数据以获得平均值  
    5. 应用已知 VPACK_C
    6. 读取 PACK/LD 电压过孔  直接命令、  读取多个数据以获得平均值  
    7. 根据上述数据校准增益
    8. GAIN 只能在 SW 中使用、不能写入 PACK 增益和 LD 增益寄存器

    我获得的电路板增益是:

    您需要在电路板上获得自己的增益、因为下拉电阻有很大的变化。  

    BRS

    KIAN

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    尊敬的 Kian:

    感谢您的实验。

    因此 PACK 的增益为~1.8、LD 的增益为~1.6。

    我将尝试在软件端应用 PACK/LD 增益的方法、但它应该可以正常工作。

    如果未校准 PACK/LD、BQ 的内部证券/算法是否正常? (尤其是负载检测)。

    谢谢、
    Ronan




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    尊敬的 Ronan:

    负载检测阈值为~4V、上拉检测电流为100uA。 因此、我们将一个二极管与 LD 引脚串联 R 并联。因此、它可以在进行负载检测时绕过这一大电阻。 这不应该是一个问题。  

    BRS

    KIAN