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[参考译文] BQ24170:设计工作电压较低、但电压较高

Guru**** 2390835 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/982232/bq24170-design-works-at-lower-voltages-but-not-higher-voltages

器件型号:BQ24170

您好!

请参阅以下原理图。 我有两块 PCB 使用与下面所附原理图相同的原理图、但布线略有不同。 我附加了图像供参考。 此设计适用于2节串联锂离子电池。 设计 A (图中标记为蓝色)在以9V 直流输入电压为电池组充电时工作正常。 但是、当我将输入电压增加到12V 时、从直流电源汲取的电流从其初始值逐渐增加。 让我直接为您提供数字。 设计 A 的 RSR 为15mohms、因此充电电流为1.33A。 当设计 A 提供9V 输入时、7V 电池将以1.16A 的输入电流开始充电。 当此输入电压从9V 逐渐增加到12V 时、电流从1.16A 下降到0.98A、但几秒钟后开始逐渐增加。 将电压设置为12V 3分钟后、输入电流从0.98A 增加到1.2A。 电流增加速率也随时间的推移而增加、经过 4分钟 标记、 电路在12V 时消耗的电流达到3A 的直流电源恒定电流饱和点。 在电流意外上升期间、RSR 两端的压降在20mV 时保持恒定。 RAC 两端的压降随斜升电流成比例增加。 利用设计 B、该设计可在输入电源电流为12V 时正常工作。 但是、当我将输入电压增加到13V 时、会观察到相同的现象。 电流从1.4A (对于2A CC 电池充电电流、RSR 为10m Ω)上升到直流电源的3A 饱和。 可以在 RAC 上看到电流的增加、因此我们知道该电流将进入 IC 的 PVCC 引脚。 没有负载连接到 PMOS 的源极、因此系统的电流消耗(VSYS)为0。 评估板即使在17V 电压下也能正常工作、获取0.96A 的电流、以便在7V 电池电压下为2S 锂离子电池组充电。 从原理图中可以看出、VOVPSET 在17.5V 时截止。 ISET 设置为0.404V、并在此电流斜升期间保持不变。 似乎 FET 会将多余的电流消耗回电源。 是否有人可以就发生这种情况的原因提出可能的理由?  

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    您好!

    由于 RSR 保持恒定电压、这意味着充电电流被适当调节。

    这是一个功率平衡问题。 当您使用恒定充电电流和即时时间范围内恒定的电池电压将输入电压从9V 增加到12V 时、您将看到输入电流下降。 例如、如果您具有9V 输入电压和1.16Iin、则输入功率为10.44W。假设效率为100%、这是不现实的、 并且您的电池电压和电流保持不变、随着 Vin 增加到12V、您的新输入电流将为10.44W/12V 或约为0.9A。您需要更少的输入电流、因为您具有更多的输入电压。

    第二个问题、即它为什么会上升。 电池充电时、它会达到更高的电压。 如果电池电流相同且电池电压不断增加、则需要具有恒定输入电压的更多输入电流。

    谢谢、

    Mike Emanuel

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    您好、Michael、

    12V 时的预期电流(在9V 时为1.16A)应为0.9A。 但是、正如我所描述的、当我将输入直流电压从9V 增加到12V 时、输入直流电流开始以几乎10mA/秒的速率增加。 并且电流的增加率也会增加。 在5分钟内、输入直流电流达到3A (直流电源恒定电流限制)。 但是、此设计在9V 电压下工作得非常好。 对于一种设计、电流从1.16A 开始(1.33A 电池充电电流)、而对于1.8A (2A 电池充电电流)、当电池电压升高(正常预期行为)时、该电流每20-30分钟缓慢增加10mA。 我想知道为什么我的设计在9V 直流输入而不是12V 电压下工作。 导致此问题的布局/组件选择中出现了哪些错误?

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    您好!

    查看 EVM 的数据表、我们似乎没有在输入电压介于6V 和18V 之间时使用您的 R5和 R4电阻器。换句话说、只需使用/BATDRV 提供的1k Ω 电阻器来驱动 Q2 FET。 在我看来、这种配置会导致适配器直接连接到具有12V 输入的电池、而只是在9V 输入电压下勉强未连接到电池。

    谢谢、

    Mike Emanuel

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    您好、Michael、

    感谢您的回答。 移除 R4和 R5在某种程度上帮助了这个问题。 我现在可以在12V 电压下为电池充电。 事实上、我可以将输入电压提高到14.4V、并且工作正常。 但在高于14.5V 的电压下、同样的问题仍然存在。

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    您好!

    当电池充电器不工作且输入电压为14.5V 时、您能否探测 OVPSET? 如果高于1.6V、则表示过压并将禁用充电。

    谢谢、

    Mike Emanuel

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    您好、Michael、

    在移除 R4和 R5后、我们又做了几个测试、我们遇到了一个新的问题。 设计 A 在输入电压为17V (正常功能)之前工作正常、而设计 B 在输入电压为14.3V 之前工作、此后输入电流上升而不下降。 但是、RAC 两端的压降不会随着输入电流的上升而成比例地增加。 RAC 上的压降增加比输入电流的上升小得多。 这让我相信电流会在其他地方耗尽。 OVPSET 为1.3V、且低于1.6V 截止值。 在电压高于14.5V 时、电池不会停止充电、这可以从 RSR 和稳压器 LED 上的20mV (2A 充电电流)下降中看出、该 LED 持续亮起、而不是在故障条件下闪烁。 我最初以为是我的设计中的 C2电容器消耗电流、因为它的额定电压为16V、但我移除了电容器、问题仍然存在。 我注意到、当 Vin 低于14.3V 时、Q2 PMOS 的 Vgs 恰好为0.0mV、当 Vin 增加到超过14.5V 时、Vgs 增加到1mV。  

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    您好!

    现在我们已经开始工作了、我们必须对设计 A 和设计 B 之间的差异进行深入分析。您曾说过路由是不同的、具体如何? 此外、输入端的哪些位置可能会消耗电流? 首先、我将查看 Q1并查看其电流的表现。

    此外、R20的用途是什么? 我们建议在从 VIN 和 VBAT 到 AVCC 的二极管输入端使用10欧姆电阻。

    谢谢、

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    D3和 D5 TVS 二极管是问题的罪魁祸首。 它们的额定电压为12V、在14V 时开始导通、因此存在无法解释的电流消耗。 此设计适用于12V。 但我想检查它在17V 输入下的运行情况。 如果我移除 TVS 二极管、它会起作用。 先前的工作设计 A 未组装 TVS 二极管。

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    您好!

    很高兴你能找到它! 希望现在一切都按预期工作。

    谢谢、

    Mike Emanuel

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