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[参考译文] BQ25756E:建议使用 I2C 电池电量监测计+ 5V/3.3V 降压输出为 24V 太阳能输入和 24V 锂离子电池充电提供 PMIC

Guru**** 2585255 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ25756E, BQ25758A, BQ25750, BQ25820, BQ25756

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/1573806/bq25756e-suggest-pmic-for-24v-solar-input-and-24v-li-ion-battery-charging-with-i2c-battery-gauge-5v-3-3v-buck-outputs

器件型号:BQ25756E
Thread 中讨论的其他器件: BQ25758ABQ25750BQ25820BQ25756

工具/软件:

尊敬的 TI 团队:

我正在寻找一个合适的器件 PMIC 或电池管理 IC 对于由供电的系统 24V 太阳能电池板 也需要用到 为 24V 锂离子电池组充电

系统要求:

  • 输入源: 24V 太阳能电池板(工作电压范围为 18V–28V)

  • 电池: 24V 锂离子电池组

  • 充电: 集成或支持的太阳能充电路径

  • 监控: 通过将电池电量计或电量计信息发送给 MCU I2C

  • 输出轨(首选集成式):

    • 用于驱动电机和其他外设的 5V 输出

    • 3.3V 输出、为 MCU 和传感器供电

  • 电源管理: 能够同时管理充电和系统负载(电源路径控制)

  • 保护: 对太阳能输入和电池组提供过压、欠压和过流保护

目标:

  • 使用单个 PMIC 或紧密集成的解决方案(充电器+电量监测计+降压电源轨)简化系统设计。

  • 如果 PMIC 可以同时生成 5V 和 3.3V 电源轨、则可以减少外部元件和转换器。

  • 通过 I2C 向 MCU 提供实时电池电压、电流和 SOC。

请您提出一个建议 PMIC 或 TI 器件组合 并分享任何相关的参考设计或应用手册的 TI 参考设计或应用手册。

谢谢。此致、
Dhruvit Bhimani

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    尊敬的 Dhruvit:

    • 输入源:BQ25756E 可以通过 MPPT 在这些范围内充电
    • 电池:BQ25756E 可以为 24V 锂离子电池充电
    • 充电:BQ25756E 中集成了太阳能电池板的 MPPT
    • 监控:BQ25756E 没有监控功能。
    • 输出轨:BQ25756E 只有一个充电轨。 5V REGN 用于栅极驱动器和热敏电阻、在 100mA 周围具有电流限制
    • 电源管理:BQ25756E 没有电源路径。
    • 保护:BQ25756E 可为输入和电池提供过压、欠压和过流保护。

    BQ25756E 是能满足设计要求的理想充电器。 TI 的单一 IC 无法满足所有系统要求。 我认为您将需要一个单独的电池电量监测计和一个单独的 PMIC 来处理 5V 和 3.3V 电源轨。 如果您想邀请电池电量监测计方面的专家咨询该领域的某项要求、请告诉我。

    此致、
    Michael Bradbourne

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    您好、Michael:

    感谢您的澄清。 我有一个后续问题。

    我的太阳能电池板输出电压约为 24V(18V–28V 范围)、而我的 24V 锂离子电池组的电压范围为 20V(已放电)至 29V(已充满电)。 从简化版原理图中可以看出、无论哪个源处于活动状态、系统电源轨 (VSYS) 都遵循。

    CAN BQ25756E 调节或固定 系统电压(例如 24 V) 与电池或太阳能电压无关—例如:

    • 当电池电压为 22V(夜间无太阳能)时、PMIC 是否可以升压以在 VSYS 上保持 24V?

    • 当电池或太阳能电压为 29V 时、它可以降压至 24V 吗?

    • 是否可以通过 I²C 命令设置或控制此调节?

    如果没有、请您确认是否 任何其他 TI PMIC 支持这种双向降压/升压操作、并具有可配置的系统电压和太阳能 MPPT 充电功能?

    谢谢、
    Dhruvit

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    尊敬的 Dhruvit:

    根据我在这里看到的图像、系统直接连接到电池。 这意味着系统电压将跟随电池电压。 如果您需要单独的稳压系统电压、则需要使用另一个转换器来调节该电压。

    通常、BQ25756E 只能调节输入电流、输入电压、充电电流或充电电压。 在任何给定时间只能有 1 个循环处于活动状态。 使用 MPPT 时、该器件将调节输入电压、但这仅在连接到太阳能电池板的唯一器件 BQ25756E 时效果最佳。 这意味着系统将与电池并联并跟随电池电压。 要实现稳定的系统电压、最好在电池和系统之间布置一个转换器级。

    此致、
    Michael Bradbourne

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    尊敬的 Dhruvit:

    我忘记回答问题的这一部分:

    如果没有、请确认是否 任何其他 TI PMIC 支持这种双向降压/升压操作、并具有可配置的系统电压和太阳能 MPPT 充电功能?[/报价]

    电池充电器没有执行两个电压轨和 MPPT。 MPPT 每个太阳能电池板需要 1 个器件、这通常意味着 1 个电源输出。 最好的方法是在电池和系统之间安装一个辅助电源转换器。 充电时、次级转换器将从充电电流中获取输入功率、而剩余的电流将自然地为电池充电。

    此致、
    Michael

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    您好、Michael:

    谢谢—这符合我的理解。 快速确认请求:

    我找不到能够在 20V–50V 范围内直接产生固定 24V @ 8A(≈200W)电压的集成式 FET PMIC、因此我的电流计划是将 BQ25756E (MPPT 充电器→VSYS) 与双向降压/升压控制器配对使用。 我 I²C 了 BQ25758A(具有 USB-EVM PD 特性的 I ² C 控制、高达 60V 双向控制器)、它打算将 VSYS 从 BQ25756E 馈入 BQ25758A 输入端、并让 BQ25758A 调节系统的固定 24V 输出。

    您能否证实这是否合理? 您要说明的任何重要注意事项? 如果 TI 不建议在此处进行 BQ25758A、您是否可以建议为~200W 调节 VSYS 使用首选控制器或拓扑?

    再次感谢、
    Dhruvit

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    尊敬的 Dhruvit:

    这应该是可行的。 BQ25756E 将通过 MPPT 获取太阳能电池板输入。 BQ25756E 的输出将为系统负载的 BQ25758A 供电、其余输出功率将为电池充电。

    我想指出的是、两个器件具有相同的 I2C 地址、对于此应用、两个器件都需要 I2C。 最好选择不同的外部 FET DC/DC 来节省主机控制器上的 I2C 多路复用器或引脚、但这种架构对我来说很有意义。

    此致、
    Michael Bradbourne

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    您好、Michael:

    谢谢—我将两个设备都保留在单独的 I²C 信道上(或使用 I²C 交换机)以避免地址冲突。 我们将使用 BQ25756E 进行 MPPT/充电、使用 BQ25758A 仅作为 24V 稳压器(无 PD 协商)、并在启动时进行配置。

    在 I²C 原理图之前、我是否担心启动时序控制、Δ V 拉/调平或充电器和双向控制器之间的控制环路交互、应该注意?

    在结束本主题之前、感谢您的帮助和整个过程中的详细指导。 这确实帮助我最终确定了系统架构。

    再次感谢、
    Dhruvit

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    尊敬的 Dhruvit:

    我无法想到这样的典型应用中的启动序列、I2C 或控制环路有任何问题。

    我很高兴系统架构即将最终确定。 有关更多信息、请 在开始设计时查看我们的常见问题解答页面。 这应该有助于两个 BQ2575X 器件。 如果除了这些问题之外还有任何其他问题、请创建另一个主题。

    感谢您与我们合作!

    此致、
    Michael

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    您好、Michael:

    在浏览数据表时、我找到了 BQ25 系列的比较表。 这表明 BQ25750 和 BQ25820 器件支持直接电源路径管理。 其中、BQ25750 还提供降压/升压拓扑、这似乎非常适合我的用例、即系统需要恒定的 24V 输出 (VSYS)、即使电池电压较低也是如此。

    您能否确认我的理解如下:

    1. 当不存在输入源时、BQ25750 会使电池放电并将 VSYS 调节到编程的 24V 输出。

    2. 当存在输入(例如太阳能电池板)且其电压超过 24V 时、器件仍会将 VSYS 调节至 24V 并联为电池充电、而不是将较高的输入电压直接传递到 VSYS。

    3. 只要外部元件具有相应的额定值、VSYS 电源轨就可以提供足够的输出电流(约 8A)。

    如果上述理解正确、那么 BQ25750 应该单独满足我的系统要求、我可以从设计中消除 BQ25756 和 BQ25758A。 请在我继续订购开发板之前进行确认。

    此致、
    Dhruvit

  • 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 Dhruvit:

    对于这些器件、系统电压与输入电压相同、这意味着它是非稳压的。 输入电压调节至最大功率点、该功率点可能是也可能不是 24V。此外、BQ2575X 系列器件通过限制输入电流来调节输入电压、并且该器件无法控制系统电流、这可能会将电池板拉出最大功率区域。

    要回答您的问题:

    1. 当不存在输入源时、BQ25750 将导通 BATFET、系统电压将等于电池电压。
    2. 当存在输入源时、系统电压将与输入源电压相同、BQ25750 将从输入源为电池充电。 在存在系统负载的情况下、很难限制输入电流并保持太阳能电池板的最大功率点。
    3. VSYS 电源轨可以提供 8A 电流。 当电流读取 ISYS + IAC 并尝试使总电流小于允许的输入电流限制时、这将限制流经转换器的输入电流量。

    此致、
    Michael