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[参考译文] BQ2.53万:充电停止,STAT LED在正常操作一段时间后持续闪烁

Guru**** 2587345 points


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/1088958/bq25300-charging-stops-and-stat-led-keeps-blinking-after-a-period-of-normal-operation

部件号:BQ2.53万

大家好,

我一直在努力设计一个电源管理模块,它在其他SMPS调节器中包含BQ2.53万。

我在60摄氏度的温度下烘烤组件12小时,以确保正确,并使用模具将焊膏涂在PCB上,最终使用了热风枪。

这片芯片是我试过第三个原型后的折磨的中心。 这让我很好奇,因为我有一个xmega16 VQFN,一个升压转换器和一个降压转换器,它们都在工作,没有丝毫的不稳定。

因此,在组装第3个原型之后,几天内一切都正常,然后STAT LED开始闪烁,没有明显的原因。 无论我做了什么,STAT LED总是闪烁。 我注意到,有时STAT LED将停止闪烁,充电电流将为预期值(充电将开始)。 删除VIN并重试后,STAT LED将再次闪烁。 我尝试了各种充电级别的LiPO电池,它们的电压介于3.0 和4.2V之间。 STAT LED将持续闪烁。

我检查了通常会导致故障的条件,但找不到任何有用的东西。

我的VIN始终为5.0V。 输入二极管的正向电压降不是问题,因为它达到400mV @ 2A @ 55 deg,这意味着充满电的BAT (4.2V)仍将小于有效VBUS (5.0V-0.4V=4.6V)

VVBUS > VVBUS_OVP
TS针脚上的热敏电阻冷/热故障
VBAT > VBAT_OVP
安全计时器故障
ICHG针脚开路或对地短路
模具温度高于TSHUT

这是在KiCAD中设计的原理图:

为了进行测试,我卸下了R3,并将另一个R 10-20K从VBUS连接到EN引脚,以便始终启用芯片。 POL已连接到GND,因此将EN设置为高逻辑可启用充电。

我用热像仪检测到的最高温度在短时间内为70摄氏度,通过R5设置的电流几乎为2A。

使用的NTC是103AT。

以下是6层PCB的一些快照供您参考。 我不希望PCB设计分析偏离课程:

顶层

TOP LAYER

内层1

内层2

内层3

内层4

底层

我认为罪魁祸首可能是以下任何一种:

  • 部分去耦MLCC与错误的ESR (高于或低于所需值)
  • 印刷电路板设计不良实践E.g:将封盖从引脚等处分离
  • 在回流过程中,流行的Corning效应破坏了死(我使用了300度的摄氏度)
  • 芯片本身固有的不稳定性问题(不太可能)
  • 某些组件值错误

因为我在工作中已到了最后期限,我不想使用蹩脚的方式为电池充电,因为我需要在不到10天的时间内准备好电池,所以有人能帮忙吗?

谨致问候。

Manos Tsachalidis

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    您好,Manos:

      STAT摆动的频率是多少? 您能否采用VBAT,VSW和VSTAT波形?

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    很遗憾,我目前还没有把IC固化。 但是,根据数据表,我确信STAT LED以1Hz的频率闪烁。 我会将一个新芯片焊接到PCB上,然后再返回给您。

    抱歉。

    Manos

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    听起来不错。 一旦IC重新焊接,最好记录针脚的测量直流电压并在此处报告。

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    如果你不介意的话,我想问你的一件事是,我手头上的IC是从它们的虫子(摩斯虫)中打开的,并且受到了塞浦路斯的潮湿影响,这在塞浦路斯是> 80 %。 我担心焊接前必须烘烤IC。 我遇到过由于流行角作用导致部件无法正常工作的严重问题,在烘烤部件后解决了该问题! 对此有什么建议? 我是否应该用热空气重新刷新IC? 我应该慢慢地把温度提高到100摄氏度一分钟,然后再继续升高吗?

    我们非常感谢您提供任何建议。

    此致

    Manos

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    您好,Manos:

      如果包装外湿度较高,建议对组件进行烘焙,建议在烘焙后快速焊接。 我不确定这款QFN 0.5 mm pitch的MSL是什么,因此我必须检查一下并回复给您。 我假设在125°C下工作几个小时就可以做到这一点。

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    好的,谢谢,我可以在125摄氏度的时间里玩2个小时! 当我重新反映组件时,我会回复您。

    谢谢

    Manos

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    您好,Kedar:

    好消息。 IC目前正在工作。 根据R5 (20K),我获得精确的2.0A充电电流,最高温度为65摄氏度。 我对6层PCB的这些温度感到有点惊讶。 这是在将大多数层连接到IC的散热垫时特意完成的! 充电电流开始在4.1V以上逐渐下降,并持续下降。 我有一个蹩脚的记录器,由UC发送到我的Linux PC。 它现在为4.17V,电流约为900mA。

    目前似乎稳定。

    我在125摄氏度的温度下做了2.5 hrs烘焙。 在重新流动(如果第一次没有很好地完成)之后,我得到了一个不工作状态,STAT LED持续点亮,并且VIN为37mA的虚拟电流。 使用烙铁重新焊接后,使用90 % +酒精进行彻底清洁,并使用显微镜检查。

    但是,我并不是很有信心。 它可能会在第3天或第5天停止工作,我无法告知何时停止工作。 希望这只是一个有问题的焊接问题。

    我非常感谢您抽出时间。

    谨致问候

    Manos

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    您好,Kedar:

    坏消息。 我们又回到了起点。 今天上午,我将5.0V连接到VIN,STAT LED开始闪烁。 昨天,一切都很顺利。 我不确定了... 好的,这有一些奇怪的东西。 我开始用手指触摸PCB上PMID MLCC的位置,STAT LED持续打开,充电电流正常,并且一直保持在那里。 如果我一直触摸PMID针脚,它将随机停止/启动。 用绝缘物体用力将其施加在其上不会改变充电状态。 我以为PMID可能有故障,所以我更换了它。 这个上限应该是10uF。 我选择10uF/25V。 问题仍然存在。 如果我触按PMID,将随机开始充电。 但后来我发现,触摸系统GND也会有同样的效果。 真的很奇怪…… 有什么想法?

    此致

    Manos

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    如果我增加了PMID销的盖子,是否会有帮助? 不知道该怎么想了…… 您想让我先得到您要求的波形吗?

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    值得一提的是VBUS去耦合帽位于底层。 顶层根本没有空间。 但它直接位于VBUS引脚下方。 我在那里放了很多VIAS ...

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    您的地面布线可能存在问题? PMID电容器应以最高优先级放置在靠近充电器IC的PMID引脚处。 您也可以尝试在PMID上添加大约10nF和100nF的去耦合盖,以查看这是否有助于分流任何高频噪声。 从去耦合帽的角度来看,在PMID上添加去耦合帽将比在VBUS上添加一个大得多。

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    感谢您的留言。

    我认为这也与去耦合帽有关。

    *目前,IC工作罚款。 自从我焊接了上面最后一个IC后,没有什么变化。 突然间,它才开始工作。 我将添加与C7并行的100nF。 似乎是个好主意!

    这是顶层。 C7是PMID盖。

    这是底层

    也许这可以帮助您更好地了解PCB本身。

    此致

    Manos

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    您好,Manos:

      C7从布局的角度看很近,所以这很好。 从布局优先级来看,如果计划有enw板版本,我们希望优先考虑靠近PMID IC引脚的去耦合盖放置,然后是主PMID盖。 现在,您可以尝试在主PMID盖顶部焊接去耦盖,看看是否不再出现问题。

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    您好,Kedar:

    你让我在那里感到困惑!

    您正在谈论两个都连接到PMID销的盖子...

    您的意思是我必须优先将VBUS去耦合盖C3放在顶层而不是底部?

    我想PMID盖足够近,但我想可以放得更近一点。 我记得您在谈论与现有C7 10uF帽平行放置100nF帽,这有助于过滤高频内容,最终使IC的操作更加稳定。

    所有MLCC都是X7R,并且具有我可以找到的最高电压额定值,可最大程度地减少因偏置而导致的电容降解。 当前C7为X7R 10uF/25V (与原理图中显示的16V额定值无关)。

    目前,如上一个员额所述,业务似乎稳定。 因此,将100nF与C7 PMID盖平行放置并不会改变任何事情,但我仍会这样做,希望最大程度地减少IC突然停止工作的机会。

    请确认。

    此致

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    您好,

     是的,去耦合帽理论上是第二个帽,类似于0402封装,其0.1uF值为0.01uF。 您应将去耦合盖放置在最靠近PMID引脚的位置,然后放置实际的PMID盖。 从去耦合帽的角度来看,您可能希望顶层的去耦合帽尽可能接近,但VBUS去耦合帽不如PMID去耦合帽重要。 PMID是切换转换器的真实输入。

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    谢谢Kedar,

    我会这样做。

    虽然我没有100 % 证明PMID引脚上的盖子是问题的原因,但我将此线程设置为已解决,因为我认为这很可能是我在这里面临的问题。

    再次感谢。

    此致

    Manos