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[参考译文] BQ40Z50-R2:启动和关断条件的说明

Guru**** 2458670 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ40Z50, BQ25798, BQSTUDIO

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/1500243/bq40z50-r2-clarification-on-startup-and-shutdown-conditions

器件型号:BQ40Z50-R2
主题中讨论的其他器件:BQ40Z50BQ25798、BQSTUDIO

工具/软件:

大家好、我们的设计包括 BQ25798、 它使用 BQ40Z50进行初级保护、并具有1S4P 电池组。  在我们的应用中使用以下参数配置了 BQ40Z50:

  • CUV 阈值= 2700mV
  • 关断阈值= 2600mV
  • 充电器存在阈值= 2250mV
  • SUV 阈值= 2000mV
  • SUV 延迟= 5秒
  • SUV_MODE = 1
  • ZVCHG 阈值= 1800mV

我已使用 Keithley 2308电池仿真器替换了电池组中的电池、以测试  BQ25798和  BQ40Z50在各种条件下的相互作用。  Keithley 2308的稳压输出在以下注释中称为 VCELL。

我们的系统可以在 VCELL 高于2.0V 时正常充电、SUV PF 在 VCELL 低于2.0V 时正常充电。但是、我对电量监测计的启动和关断条件有几点困惑:

[1] 如果 VCELL = 2.1V、我们会在插入充电器时 VPACK (通道1)处看到以下波形:

此处显示的行为是正常行为、可以描述为:

  1. 10%到30%时分: BQ25798 会重复禁用并重新启用 VPACK、因为 CHG FET 在 SUV 延迟开始时断开、并且 BQ25798会认为充电已终止。 在 SUV 延迟完成之前、BQ40Z50会继续复位。
  2. 30%时分:我们的系统固件会进行干预并减少充电终止去抖时间、因此 BQ25798可以保持 VPACK 稳定。
  3. 30%至40%时分: BQ40Z50等待 SUV 延迟到期。
  4. 40%时分: BQ40Z50关闭 CHG FET、在 VPACK = VCELL = 2.1V 时充电正常进行。电芯仿真器显示屏确认 电芯消耗了预期的预充电电流(在我们的应用中为500 mA)。

最初、我担心电量监测计会在40%时分关闭、因为 VPACK 小于充电器存在阈值、并且 VCELL 小于关断电压。 然而、令我欣慰的是、电量监测计保持唤醒状态、CHG FET 可以保持闭合状态。

在这种情况下、电量计保持唤醒状态的原因是什么? 是否存在其他情况(充电电流流动?) 在哪些情况下、电量监测计将避免关机? 需要明确的是、我们在这里看到的是所需的行为、我只想确保没有其他闪存参数需要设置 、以确保此行为是一致的。

[2]  我禁用了 SUV PF、然后在 VCELL 降低至1.9V 的情况下重复我的测试;结果如下所示:

在这种情况下、CHG FET 绝不会关闭、电芯无法充电。 这最终不是问题、因为我们通常会在 VCELL 的这个水平触发 SUV。

由于 VPACK 接近4.4V、因此我仍可以通过 I2C 与电量监测计通信。在此期间、电量监测计会报告以下值:

  • SafetyStatus (0x51): 0x01 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 (CUV = 1)
  • PFStatus (0x53): 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 (无)
  • OperationStatus (0x54): 0x81 0x6d 0x00 0x00 (XCHG = XDSG = SS = SDV = 1)

似乎任何装置都会使仪表保持唤醒状态 [1] 最后、在 VCELL 接近2.0V 时下降。如果电量监测计可以在 VPACK = VCELL = 2.1V 时保持 CHG FET 闭合、那么为什么它不能在 VPACK = 4.4V 时也如此?

提前感谢您的支持—如果我可以澄清我的任何问题或意见、请告诉我。

  • 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。

    尊敬的 Jeff:

    我对这里正在发生的事情有点困惑。 对于情况[1]、SUV 保护是永久失效、这意味着电量监测计清除该故障的唯一方法是复位。 此时是否设置了[SUV_MODE]位?

    对于情况[2]、通常当电量监测计处于关断状态时、FET 将开路。 根据运行状态、电量监测计会反映这种关断是由基于电压的关断引起的、在该关断中、电压需要小于关断电压、但如果电压大于充电器电流阈值、则不会进入、因此我相信您此时能够进行通信的原因。 是否可以获得此情况的完整日志? 此时充电 FET 受到 Xchg 限制、但我不认为这可能是关断引起的。 可能还有其他东西创建这个 Xchg 调用。

    此致、

    Anthony

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    您好  Anthony—再次感谢您的持续支持!

    只是为了澄清—场景中没有 SUV 故障 [1] 、因为 VCELL = 2100 V、SUV 阈值为2000 mV。 我提到 SUV 的唯一原因是要解释充电 FET 在30%和40%的时间段之间打开5秒的原因。 这是因为 SUV_MODE = 1。

    在情景中、我最终要问的是什么 [1] 是电量监测计在 VPACK = VCELL = 2100mV 时保持唤醒的方式、这两者都低于关断阈值(2600mV)和充电器存在阈值(2250mV)。 似乎存在第三种情况、在这种情况下、电量监测计会避免关闭。

    您对场景的解释 [2] 很有道理—我的困惑最终是 XCHG 没有参与情境的原因 [1] 情况 [2] 。 我们最终有两个要求:

    • 如果未连接充电器且 VCELL 低于2600mV、则电量监测计必须关断。
    • VCELL 必须支持充电(低至2000mV)。

    这两项要求似乎都得到了满足。 但是、我猜是充电器存在阈值必须 低于 2000mV、以便电量监测计满足第二项要求、因为 VPACK = VCELL、而 XCHG = XDSG = 0 (即两个 FET 都有效短路)。

    我们最终试图了解的是、我们是否需要调整充电器存在阈值、或者是否可以保持在2250mV。 我的工作台目前在另一项测试中绑定、但我将为这两种情况提供完整的 BQStudio 转储 [1] [2] 星期一。

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    您好、 Anthony、我已附上情景的瞬时日志  [1] [2] (即 VCELL = 2.1V 和1.9V)。 我还附加了用于这两个测试的闪存配置。

    这两个日志都显示 SDV 标志已设置、这是合理的、因为在某些情况下、电量监测计测量到 VCELL 为2169mV 和1898mV [1] [2] 分别。 目前还不清楚为什么在场景中也设置了 XCHG [2] — TRM 中定义的能够设置 Xchg 的条件均不正确。  几乎看起来 XCHG 标志对 VCELL > V_startup 有一些未记录的依赖关系。

    还不清楚电量监测计在具体情况下不会进入 SHUTDOWN 模式的原因 [1] 一旦 FET 关闭且 VPACK 被拉至 VCELL、这两个都低于充电器存在阈值和关断阈值。 如前所述、我最初假设我应将充电器当前电压设置为低于我们 预期遇到的最小 VCELL 电压、因为两个 FET 都闭合后 VPACK = VCELL。

    为了提供一些额外的背景信息、我们将在本周内为即将到来的设计锁定 golden 文件、并且任何可能的更改都需要时间考虑。 如果充电器存在阈值或任何其他参数必须改变、以确保我们在场景中看到(预期)行为 [1] 是可重复的、我们需要尽快实施它们。

    再次感谢您的持续支持—如果我能提供任何其他信息、请让我访问 know.e2e.ti.com/.../loose_2D00_pcm_2D00_mod.gg.csve2e.ti.com/.../vcell_2D00_2v1_2D00_recovery.loge2e.ti.com/.../vcell_2D00_1v9_2D00_recovery.log

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    尊敬的 Jeff:

    很抱歉耽误您的时间、您在这里想了几句:

    场景 中我最终要问的是什么 [1] 是电量监测计在 VPACK = VCELL = 2100mV 时保持唤醒的方式、这两者都低于关断阈值(2600mV)和充电器存在阈值(2250mV)。 似乎有第三个条件,在此期间电量计将避免关闭。

    我很好奇这是否是由于 VPACK 仍然看到一个可以清除 VStartup (退出关断的条件)的电压导致的、直到几乎立即进入和退出该电压。 2100mV 在 Vstartup 的范围内、因此是否可以为 VCELL 和 VPACK 略微超出 Vstartup 的范围(低于2050mV、最好在1900mV 左右以确保安全)、以查看此处的行为是否有任何变化?

    我们最终要了解的是我们是否需要调整充电器存在阈值、还是可以保持在2250mV。 我的工作台目前在另一项测试中绑定、但我将为这两种情况提供完整的 BQStudio 转储 [1] [2] 在星期一。

    我认为这里的"Charger Present Threshold"值可以正常、因为在   这两种情况下、它都正在被清除、并且此时两种情况下都在打开 DSG FET。 在这里、根据会禁用 CHG FET 的日志、我唯一可以想到的是、如果触发了 PF、但这里没有 PF 事件的迹象。 此时发送 PF_clear 命令是否会有任何作用?

    此致、

    Anthony

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    您好  Anthony—感谢您的更新;不用担心!

    我认为我的困惑周围 [1] 实际上是由于 TRM 中存在小误差、或者至少我对它的解释。 数据表声称、启动和关断阈值在硬件中都是固定的:

     

    这与我的意见相符。 相反、TRM 声称在硬件中只有启动阈值是固定的、而关断阈值由充电器存在阈值定义:

    这 与我的观察结果不   符、似乎至少有一位其他客户也遇到了同样的差异。  我怀疑闪存中定义的充电器存在阈值不会影响启动和关断、而是仅影响由固件控制的机制 、例如 MFC 或紧急 FET 关断。

    关于您请求将 VCELL 和 VPACK 下拉至1900mV、因为尽管 VPACK > V_startup、但 CHG FET 会在 VCELL < V_startup 时打开、如场景中所述 [2] 、我无法执行此实验。 我只能使用电池仿真器控制 VCELL、并且在 CHG FET 闭合时 VPACK 自然地必须跟随它。 在这种情况下、我们的应用(BQ25798)中的充电器无法对 VPACK 进行精细控制。

    关于该主题 、我确实像在场景中一样、在 VCELL < V_startup、VPACK > V_startup 且 XCHG = 1的情况下尝试发送 PF_Clear 命令(0x29) [2] 、但 XCHG 保持置位状态、CHG FET 保持禁用状态。 正如您正确提到的、本例中不存在 PF、因此这似乎符合预期。

    在场景中、TRM 中描述的任何功能都不似乎对 Xchg = 1负责 [2] 、我松散地怀疑硬件机制在这里可能负责。 数据表似乎建议 CHG FET 电荷泵驱动器由 VCELL 而不是 VPACK 供电-如果 VCELL 过低、则 CHG FET 电荷泵驱动器会在设计中被禁用、使得 xchg = 1。

    最终,标准的表现似乎是以可预测的方式满足我们的要求,因此它似乎不需要任何进一步的变化。 如果你能够提供  关于 两个假设的任何见解,我分享了背后的情景 [1] [2] 但是、基于 IC 设计、它可以减轻 我们对遗漏任何其他内容的担忧。

  • 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。

    尊敬的 Jeff:

    [引述 userid="595304" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1500243/bq40z50-r2-clarification-on-startup-and-shutdown-conditions/5775675 #5775675"]

    我认为我的困惑周围 [1] 实际上是由于 TRM 中存在小误差、或者至少我对它的解释。 数据表声称、启动和关断阈值在硬件中都是固定的:

     

    这与我的意见相符。 相反、TRM 声称在硬件中只有启动阈值是固定的、而关断阈值由充电器存在阈值定义:

    [/报价]

    我在这里与您保持一致、我将联系我们的硬件团队以获得有关此主题的确认、然后再联系您。

    [引述 userid="595304" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1500243/bq40z50-r2-clarification-on-startup-and-shutdown-conditions/5775675 #5775675"]

    关于该主题 、我确实像在场景中一样、在 VCELL < V_startup、VPACK > V_startup 且 XCHG = 1的情况下尝试发送 PF_Clear 命令(0x29) [2] 、但 XCHG 保持置位状态、CHG FET 保持禁用状态。 正如您正确提到的、本例中不存在 PF、因此这似乎符合预期。

    在场景中、TRM 中描述的任何功能都不似乎对 Xchg = 1负责 [2] 、我松散地怀疑硬件机制在这里可能负责。 数据表似乎建议 CHG FET 电荷泵驱动器由 VCELL 而不是 VPACK 供电-如果 VCELL 过低、则 CHG FET 电荷泵驱动器会在设计中被禁用、使得 xchg = 1。

    最终,标准的表现似乎是以可预测的方式满足我们的要求,因此它似乎不需要任何进一步的变化。 如果你能够提供  关于 两个假设的任何见解,我分享了背后的情景 [1] [2] 但是、基于 IC 设计、它可以减轻 我们对遗漏任何其他内容的担忧。

    [/报价]

    有趣的是、这可能指向电量监测计在内部抛出该 Xchg 的某个东西、这并不是一个事件(我认为这可能与我们在上面看到的硬件关断阈值相关)、但我认为我们的设计团队能够更好地了解内部发生的情况。

    此致、

    Anthony

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    您好、 Anthony—请登录查看您是否能够找到有关这两个问题的任何信息。 如果我能提供任何其他信息、请告知我。

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    尊敬的 Jeff:

    很抱歉耽误了时间、我们的团队对此做出了更详细的澄清:

    [1]:  该器件实际上具有硬件和固件关断状态、数据表中展示了硬件关断状态。 通过 Vpack 低于 Vshutdown 值进入硬件关断状态、器件将从 BAT 供电切换到 VCC。 此状态还支持0V 充电。  

    [2]:  对于这种情况(Vcell 至1900mV)、我相信您是对的、这是一种由进入硬件关断状态引起的硬件机制。 由于 CHG 和 DSG 泵由 BAT 的电压以及从 BAT 切换到 VCC 的器件电源驱动、因此我认为这可以发挥作用、但我需要通过设计进行确认。

    此致、

    Anthony

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    您好  Anthony—感谢您的更新!

    我与您保持一致 [1] 因为硬件和固件关闭状态各不相同、而硬件关闭的机制看起来清晰一致。  固件关断的机制尚不清楚、TRM 似乎暗示 VPACK < Charger Present Threshold 足以将电量监测计置于固件关断状态、但这不是我们看到的行为。

    只要 VCELL 足够高、充电器存在阈值似乎就不会对电量监测计的状态产生任何影响。 似乎存在某种例外、它会覆盖相对于 充电器存在阈值的基于 VPACK 进入固件关断模式—最终、我们想了解这些异常是什么、以便我们不会无意中 绕过它们。

    请原谅我,但我可能不会完全遵循 [2] —在这种情况下、电量计未处于硬件关断状态、因为 VPACK > V_startup、我们仍可以通过 I2C 与电量计通信。 VCELL 与 CHG FET 闭合能力之间似乎存在一个隐藏的关系、而设计中的这个窗口正是我们希望从该线程中学习的内容。

    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。

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    尊敬的 Jeff:

    很抱歉耽误你的时间,只是为了再次尝试和我的头围绕这种情况:

    [1]:  VCELL = VPACK = 2.1V  

    即使满足充电器存在阈值和固件关断电压参数条件、器件也保持唤醒状态。

    由于 VPACK 保持在硬件关断电压阈值和启动电压阈值之间的灰色区域中、因此是否可以检查此时 TS1引脚上发生了什么情况? 可能此时它可能处于硬件关断状态和退出硬件关断状态。

    此致、

    Anthony

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    嗨  Anthony—没问题;我将 在下周初提供这个波形。

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    尊敬的 Jeff:

    感谢您的更新、请分享可用的波形。

    此致、

    Anthony

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    您好  Anthony—感谢您在我身边安排了一些延迟时间;我需要一点时间来重新设置此测量。 请查看以下结果:

    通道1 (顶部)为 VPACK (2.1V)= VCELL、而通道2 (底部)为在 TS1引脚上测得的电压。 脉冲序列的振幅为600mV、测量是在室温下进行的、因此 NTC 电阻大约为10k;振幅似乎合理。

    看起来周期在500ms 和750ms 之间持续交替;但在这种模式之外没有变化。 请注意、我们的设计会启用所有四个 TSx 引脚、以防这会影响 TS1引脚的采样率。

    波形表明以可预测的速率短暂启用内部上拉电阻器、因此看起来并不像电量监测计正在进入和退出关断。 I2C 通信始终可靠这一事实证明了这一点。 如果我误解了,请告诉我。

    此外、请注意、我们的设计设置了 SUV_MODE = 1。 如果电量监测计进入和退出 SHUTDOWN 模式、我们会看到 CHG FET 每次都会打开5秒。 在这种情况下、CHG FET 始终处于开路状态;这一点很明显、因为用于代替电池的电芯模拟器(即直流电源)始终灌入为我们设计选择的 BQ25798预充电电流(480 mA):

    电量监测计固件是否提供了有关为什么 "Charger Present Threshold"此处似乎没有影响的任何线索? 抱歉继续在这里挖掘—这是一个独特的情况,其中仪表无法解释地满足我们的要求,所以我们有点紧张密封仪表,而不理解它为什么是按它的方式工作。 再次感谢!

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    您好、Jeff、

    我们已收到您的更新、正在努力处理您的回复。

    谢谢您、
    Alan