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[参考译文] BQ25886:连接 VBUS 时出现电池充电问题

Guru**** 2393725 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ25886

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/964977/bq25886-battery-recharge-problem-when-connecting-vbus

器件型号:BQ25886

早上好、

在处理我公司正在开发的电子电路板的第一个原型时、我们遇到了一些问题、您已经解决了这些问题、该电路板上安装了器件型号 BQ25886。 此后、所有电池充电器电路都工作正常。  

然后、我们生产了第二个电路板原型、基本上保持了与电池充电器相同的电路。 当系统由连接到电池充电器的电池供电时、一切工作正常。 但是、当我将 VBUS 连接到电池充电器时、我会观察到一个奇怪的行为。 输入和输出电压都不稳定。 VBUS 电压、电池电压和系统电压会定期下降。 升压 LC 电路会在电压下降时定期发出噪声。 电池充电器发热比较快。

以下是原型原型(工作正常)的原理图:

D+和 D-线路短接在一起、以便始终使用电池充电器内部电流优化器算法、而不受连接到 VBUS 的外部电源的影响。

VBUS 通过 USB 连接器提供:

只有 OTG_VBUS 线仅连接到电池充电器、而其他 USB 线则连接到微控制器以进行数据通信。

以下是原型当前版本的原理图(存在上述问题):

  • 两个版本的升压 LC 电感器器件型号相同: DFE252012F-1R0 (Murata)。
  • CE_N 引脚连接到悬空的 uC 引脚(由于 CE_N 引脚在内部下拉、充电被启用)、与之前的版本相同。
  • OTG 引脚连接到悬空的 uC 引脚(OTG 充电被禁用、因为 OTG 引脚在10k 电阻器 R21下拉);在之前的版本中、OTG 引脚直接短接至 GND
  • ILIM 引脚短接至 GND 以设置最大输入电流限制;在之前的版本中、它通过一个383 Ω 电阻器连接至 GND (我参考了 BQ25886数据表的原理图); 尽管如此、我认为它没有任何影响、因为在 BQ25886数据表中、可以说 ILIM 引脚可以短接至 GND。
  • STAT 和 PG_N 输出引脚都保持悬空状态、因为它们不用于驱动 LED 或向任何信号发送。

通过 USB 连接器再次提供 VBUS:

之前版本的不同之处是、现在 OTG_VBUS 已从二极管阵列 D1断开;这导致了问题、您已经解决了、我在上面提到过: 当未连接 VBUS 并且 VBUS 引脚上出现不需要的小电压时、二极管阵列中的一个二极管正向偏置。 添加了 TVS 二极管 D2、以便为 VBUS 线路提供 ESD 保护。

如上所述、在当前版本的电路板中、当系统由连接到电池充电器的电池供电时、一切都正常。 但是、当我将 VBUS 连接到电池充电器时、我会观察到一个奇怪的行为。 输入和输出电压都不稳定。 VBUS 电压、电池电压和系统电压会定期下降。 升压 LC 电路会在电压下降时定期发出噪声。 电池充电器发热比较快。

电子电路板刚刚到达我们的地方、因此我将深入探讨这些问题。 尽管如此、我立即请求了支持、因为您可以帮助我更快地解决问题。 我对原理图所做的微小差异中是否有任何一个会导致这种奇怪行为? 对于我可以执行的一些测试、您是否有任何建议以找出问题的原因?

非常感谢! 此致。

  • 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。

    您好、Alessandro、

    您是否为新电路板使用相同的输入电源和/或电缆?  该器件对输入线路电阻和电感很敏感。 如果您使用示波器测量每个电路板上的 VBUS 和 IBUS、您可能会看到坏电路板显示 VBUS 振铃、要么高于 VBUS OVP、要么低于 VBUS UVLO、要么两者兼而有之。  在这种情况下、您可以通过使用 ILIM 引脚将输入电流钳制在低于3.0A 的水平或在 PMID 上添加更多电容来防止这种情况。

    此致、

    Jeff   

  • 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。

    早上好、Jeff、

    感谢您的快速响应。

    • 我尝试了不同的电源和电缆:连接到 PC USB2.0端口的1.5m USB 电缆;连接到开关适配器的相同 USB 电缆、输出功率为10W (2A);具有1m 固定电缆(带终端 USB 连接器)的开关适配器以及12.5W (2.5A)的输出功率。 在之前的原型板(良好的板)上、上述所有来源都没有任何问题。 但是、在当前原型板(坏板)上、我会观察到不同的行为、具体取决于使用的电源;最糟糕的行为来自具有最高输出功率(2.5A)的开关适配器;下面是我使用示波器在 VBUS 上观察到的情况:

    来自 ca.的 VBUS 电压慢速衰减(25Hz) 5V 至4.8V 以下

    这是前一幅图像中用红色圆圈标出的详细信息;在相同的电压范围内、有更高的频率振荡(2KHz)

    • 当电池电量相对较低时、不良行为会更糟、而当电池电量接近满容量时、不良行为不会对系统产生太大影响。
    • 因此、可能是由于我从 ILIM 引脚上移除了383欧姆电阻器(因此不限制最大输入电流)而导致的不良行为? 根据数据表公式、383欧姆电阻器应将最大输入电流限制为 ca。 2.9A。 通过进一步限制最大输入电流(例如2.5A、开关适配器的最大输出电流)、稳定性会进一步提高?
    • 还可以限制最大充电电流(我放置8k 电阻器以将最大充电电流设置为2.2A)吗?
    • 除了增加 PMID 电容(我已经对建议的10uF 值执行了该操作)之外、还可以增大 VBUS、BAT 和 SYS 电容?

    非常感谢! 此致。

  • 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。

    您好、Alessandro、

    我建议降低充电电流并降低输入电流限制。  输入电流限制不应设置为高于输入源所能提供的值。  在 VBUS 上添加更多电容可能会有所帮助、但在 SYS 或 BAT 上添加更多电容可能会使问题变得更糟。

    此致、

    Jeff

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    早上好、Jeff、

    非常感谢您的帮助! 我将应用您建议的更改。

    您是否还可以确认我对当前原型板所做的其他修改不会造成任何问题?  

    • OTG 引脚连接到悬空的 uC 引脚(OTG 充电被禁用、因为 OTG 引脚在10k 电阻器 R21下拉); 在之前的版本中、OTG 引脚直接短接至 GND。
    • STAT 和 PG_N 输出引脚都保持悬空状态、因为它们不用于驱动 LED 或向任何信号发送。

    再次感谢你。 此致。

  • 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。

    您好、Alessandro、

    将 STAT 和 PG 保持悬空是可以的。

    如果 OTG 通过电阻器被拉低、则 OTG 被禁用。  如果您将 uC 引脚拉为高电平、则在满足 d/s 第16页底部的要求的情况下将启用 OTG。

    此致、

    Jeff

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    明白了!

    再次感谢您的支持! 此致。