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[参考译文] BQ25798:电池充电器正在关断

Guru**** 2768415 points

Other Parts Discussed in Thread: TPS55289, TPS552892, TPS552872

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/1611203/bq25798-battery-charger-is-getting-shutdown

器件型号: BQ25798
主题中讨论的其他器件: TPS552892、TPS55289、 TPS552872

您好、

我设计了一个使用 BQ25798RQMR IC 的电池充电器电路。 我们将输入连接到 VBUS 引脚、输出来自 VSYS 引脚。 电池正在充电、而 VSYS 的输出大量生成、电池能够在没有 VBUS 的情况下为电路板供电、如预期的那样。

VSYS OUT 提供给升压 IC (TPS552892)、其中大约的 3.9V 转换为 5V。 有一个桶形插头连接器、其中从升压 IC 输出 5V 和 1.1A。 当电池充电器中存在 VBUS 时、我能够承受连接器上的 5.5W 功率。 但当我尝试使用只有电池时、电池充电器会在几分钟后关闭。 似乎这不是电池问题、因为我尝试在电池输入端提供外部电压、但同样的问题仍然存在。  

我找不到任何放电电流限值寄存器。 我尝试在 2000mA 引脚上使用 3.7V 电池、3.7V 4000mA 电池和外部电源。  

请让我知道所有问题都可能是什么。  
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    运输 FET Q1 的源极和漏极似乎是交换的。

    BQ55289 或 TPS552892 会关闭吗? 关断发生时的 SYS 电压是多少?

    当输入电压降至 2.8V 以下时、TPS552892 会自行复位。 我测量 TPS55289 即使没有负载也能消耗 6A、也就是说、电池和 TPS552892 之间的电阻高达 (3.7V-2.8V)/6A = 150mΩ、包括电池的内部电阻、电池保护电路的电阻、电池座的接触电阻、BATFET 和 PCB 布线。 数据表规定峰值电感器电流限值为 13A! 可能需要尝试使用 TPS552872。

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    尊敬的 Harikrishan:

    交换 shipFET Q1 漏极和源极、这会阻止 shipFET 按预期运行。 此外、BTST 电容应为 47nF、而不是 4.7nF。 充电器的最大建议放电电流为 6A dc 或 10A、持续时间长达 1ms。  

    我认为彼得的建议是正确的。  升压转换器从电池中拉出过多电流。  仅在电池模式下、充电器的 BATP 只需 3.05-3.31V 电压即可使 shipFET 保持开启状态。  即使反向安装的 Q1 关断、Q1 的二极管压降为 0.6V、也意味着电池不能降至 4V 以下。  此外、 4Ah 电池组上的 6A 拉电流可能会使电池组的过放电保护器 FET 跳闸。

    此致、

    Jeff

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    尊敬的 Jeff:

    感谢您指出 Q1 和电容值。 进行更改。
    我们已将桶形插头高侧开关中的电流限制在 1.5A、我已经提到我们尝试在 BATP 输入端使用外部电压。 如果降压/升压拉取过大电流的问题、为什么我们在 BATP 处看到同样的外部电压问题? 它应该能够为电路提供所需的电流。

    此致、

    Harikrishnan

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    尊敬的 Jeff:

    我还提出了几点意见。

    • 只有当我们将 VBUS 输入 (15V) 和电池都连接在 BATP 处时、该设计才能提供 1.1A。
    • 当移除电池且存在 VBUS 时、设计不会拉取电流(5V 在降压/升压输出端下降)。
    • 当存在 VBUS 并移除电池时、与第二点观察结果相同。

    请告诉我问题可能是什么。  

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    尊敬的 Harikrishnan:

    在连接电池和输入电源时、转换器输出和电池放电电流对于降压/升压转换器来说是足够的。 当仅连接电池时、充电器仅导通 FET(内部电池 FET 和 shipFET)以将电池电流传输到 SYS。  如果电池包保护器未跳闸、则串联电阻乘以高电流足以降低充电器的 BATP 引脚电压、从而为 shipFET 和内部 BATFET 驱动电压供电。

    确认降压/升压拉过电流的最快方法是测量 SYS 引脚的电流和电压=降压/升压的输入电压。  如果您没有示波器电流探头、则可以测量 BAT 和 SYS 引脚上的电压、然后对内部电池 FET 的电阻进行分压。  我建议您先将 Q1 shipFET 短接。  您也可以尝试使用充电器的 ADC 来测量电流、但可能会有脉冲信号。  

    无论如何、我相信这是问题所在。  大功率升压转换器会产生巨大的电流尖峰并导致 馈送这些尖峰的直流/直流转换器崩溃、这让它获得了臭名昭著的体验。    

    此致、

    Jeff

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    尊敬的 Jeff:

    我们尝试使用 2 节串联电池、现在可以按预期工作。

    但我们还遇到了与设计相关的另一个问题。 当我们将电压增加到 22V 或 24V 时、电池充电器 IC 出现故障、必须更改。 我们在两个电路板中体验过这些功能。 数据表中提到的最大限制为 24V、绝对最大值为 30V。 因此、它应该能够处理给定的电压。  VINDPM_RANGE 最大值似乎为 22V、这与该故障是否有任何关联?  

    我们也在电池充电器之前使用电子保险丝、该电子保险丝应在充电器 IC 之前出现故障。 请告诉我这是什么原因造成的。

    此致、

    Harikrishnan R.

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    尊敬的 Harikrishnan:

    如果热插拔 22-24V 电源、则热插拔振铃可能会超过 30V。  该应用手册解释了该问题并提供了修复方法:

    https://www.ti.com/lit/pdf/sluaal8

    根据我的经验 、电子保险丝可防止过流而不一定是过压。   

    此致、

    Jeff

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    尊敬的 Jeff:

    感谢分享该应用手册。

    在测试期间、电压从 15V 逐渐增加到 24V、这不是热插拔的情况。
    电子保险丝设计为在 28V 时提供过压保护。 那么、它是否应该限制上述 点的输入电压呢?

    此致、

    Harikrishnan

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    尊敬的 Harikrishnan:

    如果热插拔 15V 电源、则振铃电压可能超过 30V。   

    否则、唯一的其他问题是电路板布局布线。  您是否遵循了数据表和/或 EVM 中推荐的布局?

    此致、

    Jeff

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    尊敬的 Jeff:

    我们已经按照数据表中所述遵循了布局。

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    尊敬的 Harikrishnan:

    PMID 和 SYS 电容器的放置看起来非常棒!  我可以看到 REGN 电容器。  它返回到 GND 的短路和电阻程度如何?

    此致、

    Jeff

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    尊敬的 Jeff:

    C21 是  REGN 电容器。 到 GND 的距离为 52mil、宽度为 30mil。

    此致、

    Harikrishnan

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    尊敬的 Harikrishnan:

    这应该没问题。

    此致、

    Jeff

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    尊敬的 Jeff:

    我已更换 IC、系统现在以 24V 电压运行。

    但是、我再次遇到与电流相关的相同问题。 以下是观察到的两种情况:

    1.未连接电池(1.3A 负载):

    • 从直流电源汲取的电流:~0.25A

    • 降压/升压输出电压降至 2.9V(预期值:5V)

    • 测量的负载电流:0.78A

    在这种情况下、降压/升压转换器无法保持 5V 电压、且负载未收到所需的 1.3A 电流。  

    2.连接电池(1.3A 负载):

    • 降压/升压输出电流:1.3A(符合预期)

    • 从直流电源汲取的电流:~0.38A

    我保持电池连接大约 30 分钟、以检查电池是否正在充电。 但是、电流没有下降、并保持在 0.38A、表明电池未在充电。

    当我取出电池时:

    • 输入电流增加至 0.45A

    • 电池充电器 IC 开始升温

    请告知:

    • 为什么电池充电器 IC 无法从直流电源汲取所需的电流?
    • 为什么电池无法充电?
    • 为什么在取出电池后输入电流增加?
    • IC 中是否有任何默认电流限制可能导致这种行为?

    此致、

    Harikrishnan  

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    尊敬的 Harikrishnan:

    充电器的故障标志和状态寄存器报告什么?  我怀疑转换器受到输入电流限制 (IINDPM) 或输入电压钳位 (VINDPM) 的限制。  输入电流限制是从输入源或 ILIM_HIZ 电阻器钳位检测到的 D+/D-中的较低者。  VINDPM 阈值是上电时 VACx 上的电压减去 0.7V (V<10V) 或 1.4V (V>10V)。

    此致、

    Jeff

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    尊敬的 Jeff:

    我们尝试了 2 节电池配置、预计一切都正常运行。 在上述配置中、电压将高于 7V、因此我们可以使用更便宜、更高效的降压稳压器。

    感谢您的支持。

    此致、

    Harikrishnan