[参考译文] BQ25798：初始化序列和放大器；用于 4 节串联电池充电器的状态机+具有 ESP32 的 OTG 模式

您好、David、

感谢您的耐心。  

支持此设备的应用程序工程师现在已不在办公室、但将于下周初返回、以便跟进您的问题。

此致、

基督教

尊敬的 Christian：
​非常感谢您的更新！
​我完全理解、非常感谢您让我知道。 我热切期待应用工程师下周提供的反馈、以便锁定此状态机并完成固件优化。
​度过一个美好的周末、下周与您交谈！
​此致、

您好、David：

关于 1、PROG 引脚会设置默认电芯数以及稳压电压 (VREG) 和 SYSMIN 电压。  它可以随时更改。   不必启用/禁用/CE 引脚、CE 位或 HiZbit。  上电时 VINDPM 自动设置为 5V-0.7V = 4.3V。  如果连接、IINDPM 会自动设置为 ILM_HIZ 电阻分压器钳位或 D+/D-检测中的较低者。  对于 5V/0.3A 电源、如果是 USB、我建议将 VINDPM 增加到 4.45V、将 IINDPM 增加到 3A。

关于 2、当 EN_OTG 位设置为 1 时、OTG 开启（经过~150ms 延迟后）。  无需设置 EN_CHG=0。  唯一重要的位是 OTG 的 VBAT OK (REG0x1F<4>)、但对于 4S 应用、电池组保护器将在电池电压下降到足以使该比较器跳变之前打开。

关于 3、如果配置为连续读取、则 EN_ADC 位只需设置为 1 一次（但如果 WD 计时器到期，将自动复位）。  如果配置为单次、则在每次读取寄存器之前需要将 EN_ADC 设置为 1。  每个单独通道的转换时间如下所示：

关于 4、大多数客户会禁用 WD 计时器。  最安全的选项是使 WD 计时器保持启用状态、并将充电器复位为 VREG、SYSMIN 和 ICHG 的默认值。

没有提供有关如何设置 ADC 的建议的应用手册。  请注意、数据表确实提供了 ADC 精度规格。  IC 不使用 ADC 值（上电时的 ILIM_HIZ 引脚测量除外）作为任何调节环路的测量。

对于 4S 应用、额定电压为 20V 的 BAT 和 BATP 引脚可能会在电池热插拔时损坏。  数据表和用户指南建议在未使用 shipFET 时添加 TVS 二极管、在使用 shipFET 时在 BATP 上添加 47nF 电容器。

此致、

Jeff

您好,感谢您的反馈。
​我想简单说明一下：我的情况下不使用 D+/D-线路、因为它们将用于发送电池遥测数据。
​我尝试遵循您的建议、但遗憾的是、仍然不会触发充电。
​禁用看门狗不会持续存在；一旦寄存器 0x10 设置为 0x80、则会在短时间后恢复为 0x87。
​激活 ADC (0x2e = 0x80) 不会在结果寄存器中产生任何值

您好、David：

仅在 WD 计时器到期或完全断电（VBUS 和 VBAT <各自的 UVLO 值）后、寄存器才会恢复为默认值。 近况如何？

此致、

Jeff

尊敬的 Jeff：

在我们最近的交流之后、以下是我今天进行的测试之后的反馈。

遗憾的是、尽管如上所述修改了寄存器、但该行为仍然不成功。 提醒一下、我不使用 D+/D-线路进行电荷协商、因为它们严格保留用于数据。 因此、我通过将 REG11 (Charger_Control_ 2) 位[6：0]设置为 0 (Reg11 = 0x00) 来禁用协商。

寄存器配置：
0x00：0x26 (4s、VSYSMIN = 12000mV)
0x01-0x02：0x0690 (4S、VREG = 16800mV)
0x03-0x04：0x0064 (ICHG = 1000mA)
0x05：0x24 (VINDPM = 3600mV)
0x06-0x07：0x012C (IINDPM = 3000mA)
0x08：0xC3 (VBAT_LOWV = 71.4%* VREG 和 IPRECHG = 120mA)
0x09：0x05 (ITERM = 200mA)
0x0A：0xE3（电芯= 4S、TRECHG = 1024ms、VRECHG = 200mV）
0x0B-0x0C：0x00DC (VOTG = 5000mV)
0x0D：0x4B (PRECHG = 2H、IOTG = 3040mA)
0x0E：0x3D（启用计时器）
0x0F：0xA2（EN_AUTO_IBATDIS、EN_CHG、EN_TERM 启用）
0x10：0x90（VBUS_BACKUP 80%、VAC_OVP 22V，看门狗禁用）
0x11：0x00（禁用协商）
0x12：0x00 (PFM 启用 OTG/LDO/0x00)
0x13：0x61 (EN_ACDRV1、PWM 750kHz、EN_IBUS_OCP)
0x14：0x96（EN_IINDPM、EN_EXTILIM 启用）
0x15：0x4a (VOC 设置、禁用 EN_MPPT)
0x16：0xC0 (TREG 120C、TSHUT 150C)
0x17：0x7A（JEITA 设置）
0x18：0x54（热限制）
0x19-0x1A：0x0032 (ICO_ILIM)
0x1b：0x0B/0x03/0x00
0x1C：0x10/0x00
0x1D：0x01 (VBAT_PRESS_STAT)
0x1E：0xC0（ACRB 状态）
0x2E：0xB0（ADC 启用）

完整的寄存器转储：

转储 VIN1 堵塞：
0x00：26 06 90 00 64 24 01 2C C3 05 E3 00 DC 4B 3D A2
0x10：90 00 00 61 04 AA C0 7A 54 01 2C 0B 10 01 C0 00
0x20：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 B0 00
0x40：00 00 00 00 00 00 00 00 00 19

转储 VIN1 已拔出：
0x00：26 06 90 00 64 24 01 2C C3 05 E3 00 DC 4B 3D A2
0x10：90 00 21 04 AA C0 7A 54 00 32 00 01 C0 00
0x20：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 B0 00
0x40：00 00 00 00 00 00 00 00 00 19

散热观察结果：
请注意、实验室中的环境温度当前约为 35°C（由于交流故障）。
VIN1 未插入：元件温度上升至~68C。
VIN1 堵塞：元件温度下降并稳定在~38C。

我怀疑将 VBUS 下降到 VREG 的内部 LDO 消耗的功耗低于从 VBAT 到 VREG 的路径。

可以解决看门狗问题。 请参见两个转储中的 0x90。

如果您看到任何关键问题、请告诉我。

此致、

您好、David：

我在 BQSTUDIO 中键入了您的状态位、结果如下：

我仅在 CE 位=0 或/CE 引脚为高电平时才看到不充电。

您确定/CE 引脚是否被拉低？  启动充电需要 CE 位=1 和/CE=GND。

此致、

Jeff

尊敬的 Jeff：

我的调查最新情况：

根据您的建议、我检查了控制引脚。 /CE 为低电平 (GND)、/QON 为高电平 (3.2V)。

我还检查了 REGN 引脚。 它始终固定为 2.6V、无振荡。 插入 USB 时、示波器会显示瞬态电流 (ACQ 5s)、但随后会在 2.6V 时保持平稳、而不是我预期的 5V。

我意识到我忘记在我的设计中将去耦电容器放置在 REGN 引脚上。 我尝试手动向 REGN 引脚注入 5V 电压,在这些条件下,芯片开始模糊地充电。 这表明数字逻辑正常、但内部 LDO 可能会损坏。

下面是在 REGN 上注入 5V 时捕获的稳定转储电流：

   00 01 02 03 04 05 06 08 09 0A 0C 0D 0E 0F
--------------------------------------------------------
0x00：26 06 90 00 64 2B 01 2C C3 05 E3 00 DC 4B 3D B0
0x10：90 00 00 61 04 AA C0 7A 54 00 5A 0B 70 41 E0 02
0x20：00 00 00 00 20 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 73 00
0x30：00 03 39 00 13 46 13 54 00 36 C2 37 FC 01
0x40：A1 00 96 01 77 01 5C 00 19

================ DIAGNOSTIC BQ25798 ================
VBUS=4947mV、VSYS=14319mV、Vbat=14051mV
Vin1=4946mV、Vin2=0mV
0mA 825mA
TS= 40°C、TDIE = 73°C

我有几个问题：

REGN 一直处于 2.6V 这一事实是否证实内部 LDO 永久损坏？

缺少去耦电容器是否可能导致该故障？

设置自动 OTG 的正确过程是什么？ 我希望系统在断开 VBUS 时自动切换到 OTG 模式、但我希望确保对 AUTO_OTG 和 OTG_EN 使用正确的寄存器设置、以避免出现任何问题。

直到出现此星期三、我才能够执行硬件返修。 此时、我计划替换 BQ25798 并在 REGN 引脚上添加 10uF 电容器。

此致、

您好、David：

REGN 必须~5V。  如果只有 2.5V、则说明出现了问题。  我没有注意到 REGN 上没有 4.7uF 电容。  这就是你的问题。

此致、

Jeff

尊敬的 Jeff：

这只是对我之前测试的一个快速跟进、我提到了 在 REGN 上注入 5V 来取消阻止引导充电器逻辑。 昨天,不幸的是,事情结束在烟雾.

在我继续对 USB-REGN 控制器进行测试时、BQ25798 的主电源已切断、但我的实验室电源仍在主动 向 PD 注入 5V 电压。 这通过未通电的 IC 触发了大规模的反向供电效应、并立即损坏芯片

我想将此信息分享给对此芯片进行故障排除的任何人：
  如果注意到 REGN 低于 5V、请勿尝试在其上手动注入 5V 电压。
如果电压较低、则意味着 IC 可能损坏或关键元件缺失（在本例中为去耦电容器）。
尝试从外部强制施加 5VVBUSVAC BAT电压具有很大的风险、因为如果主电源（/或）在您的外部电源仍处于打开状态时下降、它会立即损坏 BQ25798。

请记住、 ACDRV1 ACDRV2 即使始终 REGN 为 2.6V、&信号和输入 MOSFET 也始终正常工作。

我正在等待星期三进行硬件返修、替换已熔断的 BQ25798、并添加一个合适的 10uF 电容器、来看看这样是否在没有任何外部注入的情况下解决了根本原因。

此致、

尊敬的 Jeff：

根据您关于 REGN 电容器缺失的实用建议、我可以再次联系您、这让我取得了一些进展。

但是、我面临着一项新的挑战。 我在新电路板上更换了 IC、并在验证连接后、BQ25798 可以在大约 5 分钟内完全正常运行（充电 LED 正在闪烁、我可以完全访问 I2C 寄存器）。 遗憾的是、芯片在我完成寄存器编程后立即烧毁、以启动充电过程。

下面是我在发生故障之前读取的寄存器转储、用于确认芯片在最初处于活动状态：

      00 01 02 03 04 05 06 08 09 0B 0C 0E 0F ----------------------------------------------------------------------------

0x00：26 06 90 00 64 2C 00 92 C3 05 E3 00 DC 4B 3D A2
0x10：90 40 00 61 1E AA C0 7A 54 00 92 0B 0A 01 C0 08
0x20：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 B0 00
0x30：00 00 42 00 14 04 13 D2 00 00 35 F8 38 5C 03
0x40：5D 00 34 00 00 00 00 00 19

由于我只剩下 3 块电路板、因此我决定暂停测试以获取您的技术反馈、避免再次发生故障。

请就以下方面提供一些指导：

状态分析：启用充电后、寄存器转储中是否有任何内容可能导致致命的不稳定？

安全初始化：是否有特定序列来配置寄存器、而不会立即对功率级施加应力？

散热/启动预防措施：鉴于该封装缺少散热焊盘、您建议使用什么电流 (IINDPM/ICHG) 和开关频率设置以实现“快速“首次上电？

安全措施：在我的后续测试中、我正在考虑在 VBAT+线路上添加一个 1kΩ 串联电阻、以限制电流并防止芯片在出现问题时烧毁。 您是否认为这是保护剩余原型的可行策略？

我真的很期待这款设计能够正常工作、到目前为止、您的专业知识为您提供了很大帮助。 我们非常希望就初始化该组件的“适当“方式提出任何建议、以避免这些反复出现的故障。

此致、

您好、David：

您的状态和故障寄存器显示 TS COLD、可以防止充电。

如果 PCB 元件按照建议布局、则此 IC 实际上非常稳健。  我们的故障分析很少。  最常见的损坏是由于热插拔振铃超过其绝对最大额定值（分别为 30V 和 20V）而导致 VBUS 或 BAT 上的过压。  最近、如果 REGN 电容器连接到 REGN 和 GND 引脚具有高阻抗、和/或在 REGN 引脚之间通过电容器连接回 GND 引脚存在电感环路、我们会出现损坏。  最近一位遇到 REGN 布局问题的客户发现、如果 Fsw 降低到 750kHz、IC 可以承受更长的时间（但最终失败）。

我无法在原理图上完全阐明一些元件值、但我认为您没有遵循下面的建议布局。

0.1uF SYS 和 PMID 电容器（上面的小 C1 和 C2）必须放置在 IC 顶部、以便它们可以连接到 SYS、PMID 和 GND 引脚。  理想情况下、10 μ F 大容量电容器中至少有一个也会以这种方式连接。  REGN 电容器 (C7) 必须使用 IC 侧布线连接到 REGN 引脚、然后至少 2 个过孔（上面未显示）连接到使用多个过孔连接到 GND 引脚的内部/底部接地平面。

此致、

Jeff

尊敬的 Jeff：

感谢您提供反馈和布局建议。

为了说明物理架构、这些是模块板表面贴装、直接焊接在主板上、最初的底部没有任何元件。

我有一个关于 10 µF 大容量电容器 (REGN) 的问题：如果将它放置在主板上、它实际上是否离得太远？ 如果是这样、我可以通过将此 10 µF 电容器焊接到模块底部并在主板上制作一个机械切口以使其穿过、在板 N°4（我的第二个也是最后一个板）上测试解决方案。

关于电路板 N°3,它停止工作,没有明显的实际破坏或燃烧的迹象。 请注意、该电路板上的测试是在没有电池（无 VBAT）的情况下执行的。 以下是更新后的完整测量结果：

1. 最初、当 STAT LED 闪烁时、电路板在 VSYS 上输出 12V 电压、然后停止工作。

2. 现在、我在 VSYS 上测量到仅 5 欧姆的低阻抗。

3. 为了访问 IC 逻辑、我将电源直接转移到 PMID。 该逻辑似乎起作用：

   • REGN = 5V

   • VBUS = 5V

   • PMID = 5V

   • VACDRV1 = 10V

   • VSYS = 0V

4. 在示波器上、我可以在 VSYS 上看到小脉冲、假设此输出短路、这是合理的。

您是否认为这种行为以及没有明显的物理损坏仍然会导致热插拔振铃故障、或者它与 10 µF 电容器的直接关系太远？

此致、

您好、David：

如果 SYS 短路、则意味着它可能超过 20V 的过压。  BAT 是否也短路？  如果是、则可能是热插拔振铃。  如果仅 SYS 短路、则可能是 SW2 上出现振铃。  如果 SYS 上的电容器未靠近 SYS 和 GND 引脚放置、则可能会发生这种情况。

此致、

Jeff

尊敬的 Jeff：

在我的测试过程中、我从未将 VBAT 连接到电路板、仅通过 VIN1 (USB) 供电。

VBAT 未短接 1.5M Ω

SYS（红色）在 5.5 Ω 时短接至 GND（白色）。 SW1（绿色）、SW2（黄色）、BST1（粉色）、BST2（浅蓝色）和 REGN（蓝色）

您好、David：

是的。 0.1uF PMID 和 SYS 电容器距离 PMID、SYS 和 GND 引脚太远、无法生效。  因此、SWx 引脚振铃可能足够糟糕、导致损坏。  理想情况下、SYS 和 PMID 上的 0.1uF 和至少一个 1 大容量电容器放置在 IC 顶部、无过孔。  外部 REGN 电容器对连接具有过感性。  我预计 REGN 电压会振铃超过其 6V 绝对最大值并会损坏。  

此致、

Jeff