[参考译文] BQ25790：错误 VSYS_SHORT 故障。

您好、Jim、

在原理图上、我看到 SYS 和 PMID 上的电容器滤波电容器为0.47uF。  建议值为0.1uF、因为我们发现高频开关噪声可能会导致 SYS 短路等异常运行。  这些0.47uF 电容器以及 SYS 和 PMID 上的其余电容器在您的电路板上是如何布局的？  在 EVM 上、0.1uF 电容器必须尽可能靠近 SYS、PMID 和 GND 引脚。  BQ25790EVM 用户指南显示了我们建议的电路板布局。  

您还将 ILIM_HIZ 连接到 REGN。  我无法在数据表中找到它所说的允许位置。  您的寄存器报告 IINDPM = 3A、因此这显然没有问题。

您的故障寄存器报告 IINDPM 处于活动状态以及 VSYS 短路故障。  为了使 IINDPM 处于激活状态、SYS 上的负载在某个点上必须非常高、并且可以只是 SYS 上的放电电容器。

此外、请注意、在 TS 引脚接地的情况下、除非通过 I2C 寄存器禁用 TS 功能、否则充电器将无法为电池充电。  

此致、

Jeff

感谢您的快速回复、Jeff。 我随附了布局视图。 0.47uF 电容器用蓝色圆圈标出。

TS 有意接地-我希望在微控制器运行之前阻止在启动时充电、因此它在准备就绪时设置 IGNORE_TS 位。

我将尝试更改0.47uF 电容器。 我不记得为什么使用该值。

ILIM_HIZ 仅出于布局原因连接到 REGN。 我不使用微通孔、因此某些引脚无法访问。 我确实验证了它在评估板上是否正常工作、并且我不需要引脚功能、因为微控制器始终设置为充电。

我删除了0.47uF、但没有效果。

我连接了一个电池并启用了充电。 CHG_STAT = 3 (快速充电)、但转换器未切换。

进行充电时、它会进行充电、但不会进行充电。

0000：12
0001：03
0002：48
0003：01
0004：抄送
0005：38
0006：01
0007：2C
0008：01
0009：05
000a：63
000b：00
000C：直流
000D：4B
000E：3D
000f：A2
0010：00
0011：40
0012：00
0013：21
0014：16
0015：AA
0016：C0
0017：7A
0018：55
0019：01
001A：2C
001b：0f
001C：6A
001D：01
001E：00
001F：00
0020：00
0021：00
0022：00
0023：00
0024：00
0025：00
0026：00
0027：00
0028：00
0029：00
002A：00
002B：00
002C：00
002D：00
002E：B8.
002F：00
0030：00
0031：00
0032：01
0033：00
0034：00
0035：31
0036：83
0037：31
0038：91
0039：31
003A：9F
003B：1B
003c：4f
003D：1B
003e：44
003F：00
0040：00
0041：00
0042：2A
0043：0D
0044：93
0045：0D
0046：92
0047：00
0048：01

我在电路板背面的 BQ 器件正下方添加了一个从 VSYS 到 GND 的0.1uF 电容。 这也没有什么不同。

Jim、

0.1uF 电容器离 IC 太远、无法滤除高频开关噪声。  因此、我无法排除该布局是个问题。  此外、我们测试的唯一布局是 BQ25790EVM 布局、其中 SYS 和 PMID 电容器尽可能靠近 IC。

充电 SYS_SHORT 特性说明如下：

当 SYS 电压降至2.2V 以下时、充电器会立即进入 PFM 运行、以将输出电流限制在大约1A 或更低(无论 DIS_VSYS_SHORT 位设置如何)。 如果通过设置 DIS_VSYS_SHORT = 0来启用 SYS SHORT 的断续模式、则当 SYS 电压降至2.2V 以下超过10ms 时、充电器将关断。 等待500ms 后、充电器尝试重新启动转换器。 转换器运行10ms 后、如果 SYS 电压仍然低于2.2V、充电器会在另一个500ms 内关断转换器、并重复该周期。 从第一次短路检测开始90秒后、如果转换器关断7次、则充电器会通过将 EN_HIZ 位设置为1来锁存转换器。 如果 VSYS_SHORT 掩码为低电平、器件还会发出 INT 脉冲以提醒主机、则会设置 VSYS_SHORT _FLAG 故障寄存器。 当 EN_HIZ 位设置为0时、会清除闭锁。 如果主机清除闭锁时系统电压仍低于2.2V、则充电器会再次进入间断保护。 如果通过设置 DIS_VSYS_SHORT = 1禁用了系统短路的断续模式、则当 SYS 电压低于2.2V 时、转换器继续以强制 PFM 模式运行。10ms 抗尖峰脉冲时间后、会发出 INT 脉冲以在 VSYS_SHORT 掩码为低电平时向主机发出警报、 VSYS_SHORT _STAT 和 VSYS_SHORT _FLAG 故障寄存器被置位。

您是否确定输入电流限制设置和输入功率对于 SYS 启动时的负载足够高(请记住、放电电容器看起来像 GND 短路)？  如果您认为示波器图会有所帮助、我可以查看示波器图。  如果可能、我需要查看 VBUS、IBUS、SYS 和 ISYS。

此致、

Jeff

因此、VSYS_SHORT 不是查看电流、而是仅查看 VSYS 上的电压？

我将一个外部6V 电源连接到 VSYS、给 VBUS 加电、然后移除了6V 电源。 在本例中、它仍然报告 VSYS_SHORT。

随附一些示波器照片-抱歉我只有2个频道！ 在所有照片中、VBUS 都是红色的。 我标记了黄色。

SW1 FET 看起来没有完全导通、因为它无法获得高于几伏的 SW1、即使我使用外部电源将 VSYS 保持在6V。 这是否是自举问题？

VBUS + PMID：

VBUS + SW1：

VBUS + BTST1：

VBUS + REGN：

VBUS + VSYS：

VBUS + SW1 (VSYS 最初保持在6V、然后在中移除了大约3秒的外部电源)：

与良好的电路相比、我认为 BTST 没有问题。 BTST1和 SW1在开关开始时与不良电路看起来相同。 初始800ms 左右后、正常电路开始切换、但不正确电路开始切换。 VSYS 在开关启动之前不会超过1V 左右、因此看起来不像 VSYS_SHORT 早能被检测到。 问题似乎是不良 BQ 永远不会切换。 即使始终连接电池并打开 VSYS、它也不会切换为充电、即使它表示正在充电。

VBUS + BTST1 (良好)

VBUS + SW1 (正常)

VBUS + VSYS (良好)

Jim、

有缺陷的主板发生7次故障、然后关闭。  是否可能存在电路板焊接问题？

此致、

Jeff

Jeff、

您之前发布的内容。 "如果转换器关断7次、充电器将锁存转换器"、因此预计会有7个周期。

但转换器根本不会打开。 BQ 和 BQ 都在启动时将 SW1驱动至~1.5V、持续时间为800毫秒。 然后、良好的 BQ 开始开关、而不良的 BQ 仅关闭- SW1上没有单个开关脉冲。

由于 VSYS 从未超过2.2V、因此它认为它短路。 但它没有升高、因为开关从未启动。 因此、它是错误的短路检测。

您的关键问题是、什么会导致开关永远无法运行、即使状态寄存器说它应该是这样(就像我连接电池时、VSYS 正常、BQ 说它正在快速充电)？

至于焊料问题、我检查了所有相关引脚之间的电阻和二极管压降、它们都与工作充电器上的电阻和二极管压降相似。 因此绝对没有短路。 由于有5个球并联、因此很难在电源引脚上实现开路、但可能有一些单球引脚开路。 如果引脚断开、是否有会导致此行为的引脚？

感谢您的帮助！ 你迫使我看所有东西、这很好。

Jim

编辑：我应该添加一个板上有2个相同的充电器。 到目前为止、我只制作了5块电路板、其中有10个充电器、只有这个电路板无法正常工作。 因此、我将比较同一电路板上的好充电器和坏充电器。 本产品是医疗设备、我们有冗余电池、每个电池都有自己的充电器。

您好、Jim、

如前所述、可能是开关噪声尖峰未通过电容器的放置进行滤波。  我们最初发现类似的故障、直到我们将0.1uF 电容器放置在尽可能靠近 EVM IC 的 SYS 和 PMID 上。

您能否从焊锡蚀刻中进行刮擦并将这些0.1uF 电容器移至更靠近 IC 的位置？

此致、

Jeff

顶部没有任何 GND。 我在 VSYS 的芯片正下方的底部添加了一个0.1 CAP。 我可以为 PMID 添加另一个并尝试、但在没有发生开关时仍会出现开关噪声问题、这似乎很奇怪。

在移动电容器之前、您能否确认您看到了相同的行为(即开关从未启动)？ 或者、它是否仅在开关启动后才看到 VSYS 短路情况？

编辑：实际上、GND 可在评估板电容器所在芯片的顶层进行访问。 我将尝试在这里添加电容器。

您好、Jim、

我不记得我们在没有0.1uF 电容器的情况下看到的确切故障。  我只是知道、如果器件未安装在靠近芯片的位置、器件将无法正常工作。

此致、

Jeff

Jeff、

我在 IC 旁边的 VSYS 和 PMID 上添加了0.1个电容器。 我几乎肯定它在我第一次通电时可以正常工作、但现在它又恢复了失败。 SW1波形看起来与以前完全相同。

Jeff、

我有用于 BQ25790和 BQ25792的评估板。 我看到您使790电路板上的电容路径比792电路板上的电容路径短得多(~10mm)。 792评估板是否存在问题？ 我将在下一版式修订版中移动这些电容器、我想知道您的两种版式之间的比较情况。

790布局当然是理想的、但我想知道我需要与之接近多少。 我将 SW1和 SW2路径保留在顶层、这些路径必须地下才能复制790个电容器位置。

您好、Jim、

上面790布局图是正确的。  这是最终的电路板布局。  当我们第一次返回硅时、我们没有安装0.1uF 电容器、并且看到了各种错误故障。

上面的792布局是预发布 EVM。  即使在该 EVM 上、为了防止出现错误故障、我也必须将2个0.1uF 电容器翻转180度、并在中间接地引脚下拉一根小线。  在最新的 EVM 用户指南中在线更新的最终 EVM 布局与以下所示不同：

此致、

Jeff

好的。 我认为我添加的电容器非常接近该布局。 理想情况下、我将在下一个布局中执行该操作。

但10个中有9个正常工作、坏的仍然不能与添加的电容器一起工作、所以我仍然怀疑这是问题所在。

您是否能够找到任何有关开关从未开始的说明？

您好、Jim、

完全停止转换器开关的唯一故障是 SYS OVP 和 BAT OVP。  ILIM_HIZ 拉低或设置过低、或者 IINDPM 寄存器设置过低、或者 VACx 下降到低于 VINDPM 的输入电压也会停止完全开关、但即使这样、您也应该看到脉冲以保持 BTSTx 电容器充电。   由于您的寄存器未报告任何故障、除了 SYS SHORT、我们可以尝试通过芯片进行调试。  请记住、读取故障寄存器后清除、因此您需要在上电后以及最后一次重试7个脉冲之前进行读取。  

首先、我们可以比较坏板和坏板的直流电压 REGN 和 BTSTx。   

在您施加电源时、芯片在关断前会消耗多少电流？ 如果您将不良充电器置于 HiZ 模式、它的电流是如何拉的？  您能否将这两个板与其他一个好板进行比较？

BTW、正如我之前提到的、我认为 ILIM 不应直接上拉至 REGN。  当您更改电路板时、我建议使用推荐的电阻分压器。  我将检查设计以确认是否可以将 REGN 连接到 ILIM_HIZ。  如果是这样、您稍后会填充0欧姆电阻器。

此致、

Jeff

Jeff、

我将很快执行您建议的测量。 很高兴您提到过在7个周期开始之前读取寄存器。 我还没有这样做。

我最初为792做了布局、因为 QFN 更易于使用。 当时是订购电路板的时候、没有792可用、所以我换了790。 我担心792可能不会持续、但现在我看到了很多库存和790年代的库存。 BGA 的散热效果更好、实际上我的电路板上的运行温度比评估板上的运行温度更低、因为我需要使用更多的层。

ILIM_HIZ 至 REGN 仅用于布局。 我可以在新布局中将其与 REGN 分离、只要它仍然连接到 D+/D-、我认为这应该是可以的。

REGN = 5.015、充电器不良、充电器正常。 非常稳定。

BTSTx = 5.0在不良充电器上、因为它不会泵回、而在正常充电器上为8.5-8.7。

这是 VBUS 开启后立即发生的寄存器转储-在该开启时间的前800毫秒内。

VSYS_SHORT 从开始标记。 寄存器0x20设置了两个 VAC OVP 标志。

0000：12
0001：03
0002：48
0003：00
0004：C8
0005：70
0006：01
0007：2C
0008：C3
0009：05
000a：63
000b：00
000C：直流
000D：4B
000E：3D
000f：A2
0010：B5
0011：40
0012：00
0013：21
0014：16
0015：AA
0016：C0
0017：7A
0018：54
0019：01
001A：2C
001b：2F
001C：0A
001D：00
001E：00
001F：10.
0020：03
0021：00
0022：AF
0023：12.
0024：50
0025：11
0026：03
0027：80
0028：00
0029：00
002A：00
002B：00
002C：00
002D：00
002E：30
002F：00
0030：00
0031：00
0032：00
0033：00
0034：00
0035：31
0036：22
0037：00
0038：00
0039：00
003A：00
003B：00
003c：00
003D：00
003E：00
003F：00
0040：00
0041：00
0042：00
0043：00
0044：00
0045：00
0046：00
0047：00
0048：01

下面的电流迹线用于两个充电器、因为我无法分离它们的 VBUS 输入。 布线为40mA/div (10 Ω 串联 R)。 系统负载增加5秒。 此时、总输入电流~20mA。 电路板之间的差异非常小。

充电器损坏+充电器正常：

两款优质充电器：

您好、Jim、

您对 VAC_VOP 的评论提醒我、790的默认 VAC_OVP 为7V、而792为20V。  如果 VBUS 处有任何达到7V 的振铃、转换器将关闭。  这是您的问题吗？

此致、

Jeff

Jeff、

我的 VBUS 通常为12V。 我要做的第一件事是零 VAC_OVP。 但这仅在 BQ 关闭后发生。

似乎类似于 catch-22、如果微控制器必须在通电之前更改该 OVP。

编辑：也... 在我设置 VAC_OVP 后、10个充电器中有9个在12V 下工作、但1个无法恢复。

您好、Jim、

BQ25790 VAC_OVP 应手机制造商的主要客户的要求降至7V。  在手机中、充电从5V 适配器开始、但可以协商更高的电压。

如果您尝试使用5V 电源、坏电路板是否正常工作？

此致、

Jeff

否。 我尝试从0缓慢地将 VBUS 上电、但它从未开始切换。

Jim、

我不确定从这里到哪里去。  我们可以继续查看静态 电流值、以查看 IC 是否损坏。  如果我有 IC、我会将其从电路板上移除、重新焊球并安装在已知工作的电路板上、例如 EVM 上、以便查看 IC 或电路板是否出现问题。  或者从工作板获取正常工作的 IC、然后安装到故障板上。  由于采用 WCSP 封装、您可能无法轻松、经济地做到这一点。  但是、您可以移除发生故障的电路板 IC 并安装另一个 IC。  我们欢迎您提交故障 IC 作为退货、但退货流程并不快。

此致、

Jeff  

谢谢、Jeff。

我将继续打开该选项。 当然、我们的 CM 可以替换该器件、我会要求它们首先使用 X 射线检查焊料。 我将要再打开20块电路板的组装、因此在几周内、我将有更多的人需要进行测试、然后我可以执行返回流程。

对于下一个版本的电路板、我需要在790和792之间做出决定。 我要更改的唯一原因是我可以访问 QFN 上的所有引脚、以便根据数据表将它们全部连接起来、并在出现问题时验证焊料。

我认为 WCSP 的热性能更好、但数据表的热性能数据并未显示出这一点。 很难看出 QFN 上的小焊盘如何与 WCSP 的多个焊球相匹配。 你对这个问题有什么意见吗？

我们可以关闭该主题、但我不能说我的问题已经解决。

Jim

Jim、

QFN 封装是一种新封装、其热性能比以前的版本好。  WCSP 的热性能仍然稍微好一点 、但不会太高。

此致、

Jeff

好的。 如果我们决定退回器件、步骤是什么？