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[参考译文] BQ25750:电池热插拔时自毁

Guru**** 2553450 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ25750, BQ25820

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/1563004/bq25750-self-destruct-on-battery-hot-plug

器件型号:BQ25750
Thread 中讨论的其他器件: BQ25820

工具/软件:

您好:

我的设计使用 4 节磷酸铁锂电池和 24V 输入电压。  我已经成功测试了大多数方面、包括反向模式、热插拔输入和输出等

但是今天、当我以 24V 的电压为器件供电并热插拔电池时、我注意到在我们拔下电池之前会开始某种振荡。

这种振荡会产生音频蜂鸣、并阻止我们电路的其余部分运行。

我们多次尝试这种方法、发现只有在 VBAT 电容器在电池(或工作台电源)插入时部分充电时才会出现问题。

如果我们在 VBAT 电容器充满电的情况下插入电池、或当它们放电至低于大约 3V 时、就没有问题。

经过几次尝试后、我们杀死了 BQ25750 IC、因此我们无法进一步表征该行为。

在我们调查时杀死另一个 IC 之前、如果有任何建议、我们将不胜感激。

谢谢!

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    您好、Will:

    感谢您的研究。

    如果要在 BQ25750 仍在运行时拔下并插入电池、建议设置 EN_CHG=0 和 FORCE_BATFET_OFF=1。 这是否是适用于您的系统的可行解决方案?

    这是我们有关 BQ25750 电源路径切换的常见问题解答、仅供参考

    如果您对此有任何疑问、敬请告知。

    此致、
    Ethan Galloway

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    感谢您的快速响应!  在这种情况下、我们的处理器会关断、但充电器会通电以允许电池充电。  这种带电的电池更换是一种异常情况、但 我希望电池接头松动会产生相同的结果。  如果发生这种情况、我不希望它导致产品损坏。  我们仍在进行故障排除、看起来我们的 FET 能够承受该事件、但充电器 IC 发生故障。  如果这是预期行为、我必须加以解决、但如果硬件改进可以防止热电池插拔造成损坏、我想在我们的下一个版本中对此进行探索。

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    您好、Will:

    这可能不是一个可行的主意、但您是否可以使用系统中的电池监测器? 您能否将电池监测器的 FET 设置为仅在处理器断电时充电?

    我会仔细研究一下、并在本周结束时回复您。

    此致、
    Ethan Galloway

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    您好、Will:

    我在这里有一个快速的问题。 拔下电池时、您的系统是否禁用电池充电? 或者、BQ25750 在没有电池时是否会继续尝试充电?

    此致、
    Ethan Galloway

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    您好,对不起,它看起来好像我之前的答复没有发布.  在这种情况下、处理器断电、因此我们仅依赖 BQ25750 的行为。  我们没有电量监测计。   BQ25750 确实会尝试在没有电池的情况下继续充电。  我还有一个额外的细节、当处理器上电并 通过 EN_CHG 控制充电时、在正常的 24V 电压下连接电池并打开外部电源、有时我会遇到类似的但无损振荡。  充电开始时、VBAT 会短暂尖峰、触发电池过压、关断充电 周期、直至重试。  这不是每次都发生、而是非常频繁。 在这里您会看到一个这样的尖峰。  CH1 = VBAT、CH2 = STAT1、CH3 =电源电流。  这个尖峰远高于反馈设置。  其他情况下、我没有出现这种尖峰、电荷会正常进行、并且我没有发现任何差异来区分尖峰的原因。   

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    如果在电池断开连接的情况下加电、我可以看到充电周期状态 Taper 充电和充电终止完成之间的交替、或者看到 VBAT_OV_STAT 被置为有效。

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    您好、Will:

    感谢您提供新信息。

    我们没有电量计

    明白。 那么、所有电池保护都是电池内部的保护吗?

    BQ25750 实际上是采用电池充电器设计的。 当未连接电池时、BQ25750 也不会正常工作。 我认为、您需要 MCU 监督才能确保 BQ25750 在电池拔出后关闭。

    系统是否有检测电池是否已拔下的方法? 如果 BQ25750 开始在充电和终止(或 VBAT_OV)状态之间交替变化、则每次 BQ25750 进入新状态时、BQ25750 都应下拉/INT 引脚。 您能通过这些脉冲来确定电池是否已拔下?

    此外、是否可以在更换电池之前让终端用户关闭系统电源?

    此致、
    Ethan Galloway

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    我们预计在移除电池的情况下不会工作、但您询问充电器是否尝试在断开电池的情况下充电、因此我进行了检查。  我们的电池确实有自己的 BMS、包括保护功能。  我们一定会建议不要使用已通电的电池来更换电池、但不要采取物理措施来防止这种情况发生。  设计进一步审查表明、充电器输出端的电容过大、尤其是考虑到我们一直是正向降压/反向升压、并计划明天测试更改、我将在了解更多信息后立即在此处更新。

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    我需要澄清一下。  我忘记了第 7.3 节中的数据表中充电器输出端要求的 160uF 电容。  如果我们始终处于正向降压/反向升压状态、充电器输出是否需要 160uF?  如果是这样、我们确实有 正确的输出电容、然后返回方形电容。  我是否应该以任一方式打开有关 VBAT_OV 周期的新问题?

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    您好、Will:

    感谢您提供的新信息、感谢您提醒我电容的情况。 我有几个问题/陈述:

    • 只有在尝试满足 USB-USB-USB PD 输出的±3%瞬态响应容差时、才需要 160µF。 如果不支持 USB-USB PD 输出、则转换器两侧可以使用至少 80µF。 即使您支持 USB-USB PD 输出、我认为您也可以使用电池侧的 80µF。
    • 是否在使用自动反向模式进行电源路径切换? 如果您正在对电源路径切换使用自动反向模式、那么您可以移除 BATFET(如果尚未这样做)。
    • 如果您始终处于正向降压/反向升压状态、可以使用 BQ25820。 这是 BQ25750 的仅降压版本。

    • 此外、为了帮助我们进行调试、您能给我发送原理图进行审阅吗?

    此致、
    Ethan Galloway

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    原理图需要遵循保密协议、我们将如何处理?  我将在今天晚些时候或明天早些时候看到关于测试降低上限的情况。  我们实际上使用 BATFET 来自举系统、因此如果我们通过电池进行冷上电、我们可以配置反向电压。  我们选择 BQ25750 时尚未选择电池电压、但我将查看 BQ25820 的未来版本。

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    降至~80uF 的输出电容没有改变 VBAT_OV 行为、但仍然能够提供相对较低的纹波电压、因此我们将在测试中采用该电容器布置。  我发现、到目前为止、从 1100mA 将充电电流限制降低到 600mA 阻止了 VBAT_OV 行为、因此我们将在接下来的几小时测试不同的电流限制和电池初始充电状态、以优化这一点。

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    我们仍然看到了 VBAT_OV 行为、尽管随着电流限制的降低和静息电池电压的增加而触发它的可能性降低。  这里、ch1 为 VAC、ch2 为 VBAT、ch3 为流入电池的电流、ch4 为/CE。  有时、从将/CE 置为无效到充电器启动之间存在 1.7ms 的延迟、这是有效的。   在将/CE 置为无效 之后的其他情况下、只有 100 微秒的延迟、然后是会触发 VBAT_OV 的电流和电压异常尖峰。   当 VBAT_OV 发生时、重试周期约为 12.8ms。  这几分钟后、电池电量状态基本相同。

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    您好、Will:

    我在 E2E 上向您发送了朋友的申请。 您能直接向我发送原理图吗? 这对您有用吗?

    现在,我的心情很好。

    此致、
    Ethan Galloway

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    我没有收到朋友的请求、所以我给您发送了一个。  我需要向 TI 上报这个最新问题。  需要一个 NDA 来共享原理图。

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    否则、我能否说明 BQ25750 在将/CE 置为无效后 100 微秒内所做的事情、而在将/CE 置为无效后 1.7ms 内所做的事情?

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    为清楚起见、我想重申我们所看到的问题。  充电启动时、无论是以 VAC 接通电源还是通过切换/CE、 电池中通常会出现异常的电压和电流尖峰、从而导致 BQ25750 将 VBAT_OV 置为有效、停止充电、并在 12.8ms 后再次尝试、然后重复这个周期。  这可能与我们在电池热插拔上发生的振荡有关、也可能与此无关、但它本身仍然是一个主要故障、因为它会阻止充电和消耗电力。

    今天收集了更多数据。  

    我们刚刚注意到、我们只能在启用自动反转时触发此故障。

    VAC 处于~24V 下、并且完全处于工作窗口内。

    电池已部分放电、将 VBAT 置于 11.5-12.3V 范围内。

    对于 14.6V 充电电压、CHG_FB 分压器为 249k、29.4k。

    对于 1.1A 的限值、ICHG 电阻器为 45.3k、存在推荐的 RC 滤波器。

    请注意、该电路板的实验中将 10uH 电感器更改为 2.2uH;此变化不会阻止 VBAT_OV 周期、但可能会影响峰值电池电流。  在两个电感器值下观察到相同的周期。

    当 VBAT_OV 周期在/CE 置为无效后~12 微秒开始时、HIDRV1 和 HIDRV2 均导通超过 10 微秒、这说明了电池中存在较大的电流尖峰。  Ch1=HIDRV1、Ch2-HiDRV2、Ch4=/CE。  

      

    为了进行比较、在“正常“启动时、我们在 HIDRV1 上收到一个短脉冲突发、暂停、然后脉冲恢复以开始调节。  不同的时间标度下显示的波形。

      

    当我们启用了自动反向并切换/CE 时、触发 VBAT_OV 周期的可能性随着电池电压降低和充电电流设置升高而增加。  将电池电压和充电电流保持在固定状态、VBAT_OV 周期的出现似乎是随机的、因为切换/CE 可能会产生任一结果。

    解决这个问题现在是时间关键型问题。  需要 NDA 通过私人消息共享原理图。   请提供帮助。

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    您好、Will:

    感谢您对此有耐心。 我通过 E2E 向您发送了一条直接消息、我们可以从中解决问题。

    此致、
    Ethan Galloway

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    您好、Will:

    我将关闭此 E2E 主题、因为我们要通过电子邮件对此进行讨论。

    此致、
    Ethan Galloway