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[参考译文] BQ25723:CC 充电阶段的电流不恒定

Guru**** 2513185 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ25723

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/1132301/bq25723-current-is-not-constant-during-cc-charging-phase

器件型号:BQ25723

尊敬的 TI 支持:

我正在使用 BQ25723进行电池充电器项目。 电池是3S 锂聚合物电池、电池充电器的原理图遵循 TI 文档提供的主要指示。 电池充电器始终在降压模式下工作(因为 VIN 始终大于 VBAT)

我注意到、在某些情况下、充电电流在 CC (恒定电流)阶段不是恒定的。 我特别注意到:

  • 如果 ChargeCurrent (03/02h)设置为高达6.5A 的值、则充电周期正常(充电电流通常在 CC 期间保持恒定)。
  • 如果 ChargeCurrent (03/02h)设置为大于6.5A 的值、则实际测量的充电电流将"钳位"到较低的值。 我特别注意到:
    • 当输入电压较高(又称为 VBUS)时、充电电流会降低
    • 对于较低的 VBATT、充电电流会降低
    • 最低电流钳位针对 VIN_max 和 VBATT_min、占空比~50%

上面的数据让我考虑一个与最大电流纹波成比例的"机制"(在降压模式下、对于 VIN_max 和 VOUT_min、纹波最大值为~0.5)。

我想知道 BQ25723是否 具有一些可能会产生充电电流钳位的硬件/固件保护。

 

如需更多信息:

  • IIN_DPM (25/24H)设置为足够高的值、不会限制电流;
  • ICO 模式被禁用;
  • 输入/输出电容满足最低有效要求。

谢谢、

此致

Alberto

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    您好、Alberto、

    请注意以下最大电流限制并与您的设置进行比较。 6.35A 似乎接近您观察到的截止点。 如果您的设置与这些行中的一个匹配、那么即使您在寄存器中将其设置为更高、您也可能会达到 IINDPM。

    谢谢、
    Khalid

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    您好 Khalid、

    感谢您的回答。 我可以在我的设计中确认、我的 R_IADPT=169 kΩ、RSNS_RAC=1b。

    此外、6.5A 的值以输出充电电流为基准;当占空比接近0.5时、输出电流在 I_IN ~ 3.5A 时开始钳位、而当占空比更高时、该值会增加。 因此、它似乎比 I_IN 更与占空比/纹波相关。

    谢谢

    Alberto

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    如需更多信息:

    • 在钳位期间 PROCHOT/引脚永远不会置位
    • 我尝试短接 RAC (适配器侧分流电阻器)、电流限制消失:充电电流在整个 VIN/VOUT 范围内保持恒定

    这让我想到一个与输入电流读数相关的保护或机制。

    Alberto

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    您好、Alberto、

    IINDPM 会将输入电流限制为 6.4A。  

    此致、

    老虎

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    您好、Alberto、

    您对 ILIM_HIZ 有何设置? 您之前提到过您遵循 TI 布局建议、并且 EVM 已配置为3A 限制(2.2V 设置)。  

    如果 EN_EXTILIM = 1、则充电器将使用 ILIM_HIZ 和 IIN_HOST 设置中的较低者作为输入电流限制。 您可以禁用 EN_EXTILIM 以使用 IIN_HOST 控制输入电流限制。

    Khalid

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    您好 Khalid、

    我当前正在使用 EN_EXTLIM=0、因此我将禁用 HW 电阻分压器。 在 IIN_HOST 寄存 器中、我写入了一个大于10A 的电流值(使用5MR 分流器)、该值在正常工作点期间不应钳位。

    Alberto

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    您好、Tiger、

    我正在使用5MR 分流器、因此最大输入电流应为16.256A

    在当前设计中、我在 IIN_HOST 上使用的值高于10A  、在正常工作点期间不应限制该值。

    Alberto

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    您好、Alberto、

    只需澄清一下您的意见16.256A、即可得到最大充电电流、而不是最大输入电流。 使用5MR 感应电阻器时、最大输入电流为10A。

    您能否确认最终的 IIN_DPM 设置(这可能不同于 IIN_HOST 设置)、并检查 ChargerStatus 寄存器(21/20h)是否存在任何异常?

    谢谢、

    Khalid  

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    您好 Khalid 和 Tiger、

    我在 Alberto 的团队中。 充电期间从 IIN_DPM 寄存器读取的值为0x6400、这将转换为10A 实际输入电流限制、并使用5m Ω 输入电流感应电阻器。 观察到电流钳位时、ChargerStatus 或 ProchotStatus 寄存器中的任何警报标志都不会置位。 它看起来是由其他东西引起的。

    您能建议我们还可以探讨哪些其他方面来推进我们的调查吗? 如果您认为我们的完整寄存器配置有用、敬请告知。

    充电电流被钳制为更高的输入电压值(在 VEx=19V 时、7.5A 的目标电流被钳制在~6.9A、但在 VEx=12V 时、我们得到完全7.5A)这一事实让我们感到困惑、我们一直猜测钳位可能取决于充电器的工作模式(即降压、 升压、降压-升压)、但我们不确定如何测试这一假设、因为我们对操作模式转换完全不透明。 如果有任何建议,将不胜感激。

    谢谢、

    Vasily

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    您好 Vasilly、

    感谢您提供最新信息。 我将与我的同事进一步讨论您可以尝试调试的内容。 以下几点说明:

    您可能可以监控 LODRV1/HIDRV1/LODRV2/HIDRV2、以根据以下内容检查运行模式的转换点:

    此外、这是我先前要确认的一个基本问题、但您在调试时是否关闭了看门狗计时器? 超时后、包括 IINDPM 在内的许多设置将被重置。

    谢谢、

    Khalid

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    您好!

    您在调试此问题方面是否有任何进一步的进展?

    我们在 EVM 上确认、我们能够提供12A 充电电流和9A 输入电流。 我同事的一项建议是使用 ChargeOption0 (00h 位1 - EN_IIN_DPM -设置为0)完全禁用 IIN_DPM 以排除此问题。

    Khalid

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    您好 Khalid、

    感谢大家的观看。 事实上、我们已经取得了一些进展、我希望在明天发布更新。

    IIN_DPM 与电流钳位无关、如充电电流钳位期间的永久复位 IN_IIN_DPM 标志和 EN_IIN_DPM 对钳位没有影响所示。

    我偶然发现了 ChargeOption3寄存器中的 IL_AVG 平均电感器电流钳位配置、在我们的情况下、该配置保持默认值15A、并观察到钳位在设置被禁用后立即消失。 但是、这同时会在充电控制器报告的 Vbus、Iin、Ibat 测量中引入显著误差。 控制器输出、VSYS 和 Vbus 电源轨的范围波形我注意到 Vbus 电源轨上的大幅纹波和前者上的正弦波类似不稳定(而不是预期的恒定占空比)、充电电流为8.6A 且钳位被禁用。

    这最终导致我的团队成员和我发现了数据表中的第10.2.2.1节、其中强调了围绕输入电流分流器调整滤波器的关键特性。 我们的工作假设是、我们从参考设计复制粘贴的滤波器配置不充分、会导致在高充电电流下在分流器上产生振铃。

    我对此有几个问题:

    *您能否提供有关调整此滤波器的指南/建议、使其超出数据表中提到的范围? 我们是否可以使用在线仿真器来校准无源器件的值?

    *是否可以通过更改充电控制器的软件配置来避免这种振铃? 例如、将 ACX_OCP 设置为0是否有帮助?

    *您是否有其他解决问题的建议?

    非常感谢您的参与、此致、

    Vasily

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    您好 Vasily、

    您能否共享原理图? 我将回答其余的问题、但我想看看原理图。

    Khalid

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    您好 Khalid、

    您是否需要充电控制器电路的整个原理图、或者具有输入电流滤波器的部分是否足够?

    Vasily

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    如果您可以共享整个原理图、它将会有所帮助、因为我可以查找其他问题。

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    我联系了您的电子邮件地址。

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    您好 Khalid、

    我在原理图中通过电子邮件发送了消息、但没有收到您的回复。

    同时、我在 我们的电路中添加了一个10nF 电容器、在 BQ25723 EVM 用户指南中指定为 C11和 DNP (请参阅第18页的原理图)、并观察到在整个电池电压范围内、充电控制器在充电期间稳定在8.6A。 我们的 LTSpice 仿真表明、如果没有该电容器、滤波器截止频率高于900kHz、这高于我们的控制器开关频率为800kHz、并且可能无法充分滤除输入电流分流器上产生的振铃。 10nF 的值可能太小、因为它将截止频率移动到~750k、这很可能解释了在充电期间 VExt 从19降低到<18V 时控制器再次变得不稳定的原因。 明天我将测试22nF。

    某些情况下、配置 ACX_OCP -> 0还有助于稳定控制器、因为它会增大可读取的输入电流范围、并可能在高充电电流时防止饱和。

    此时、我希望对我们迄今采取的步骤进行彻底的验证。 也许添加 C11电容器和复位  ACX_OCP 是解决我们不知道的问题的根本原因的半措施。 请告诉我们您的想法以及您是否知道更好的解决方案。

    另外、如果您能对我们的原理图发表意见、并且我们的充电电路的任何其他部件也向您表示感谢、敬请期待。

    此致、

    Vasily

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    Vasilly、

    通过电子邮件回复。  

    谢谢、

    Khalid

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    为了记录我们针对未来几代人的调查结果、我想与大家分享一下、我们在设计中发现了以下两个错误、以导致所述的故障模式:

    1. 输入电流分流器周围的低通滤波器调节不当:
      • 最初、我们复制粘贴 了参考 EVM 设计、该设计具有以"一刀切"的方式调整的各种滤波器、与我们的设计相比、适用于许多要求较低的应用。
      • 我们必须通过增大 R11/12电阻来降低滤波器的截止频率、从而在整个相关输入充电器电压和电池电压范围内使控制器保持稳定。
    2. 输入(VEXT)电容不足:
      • 在某些情况下、当控制器变得不稳定时、我们还会在各种信号波形(控制器输出、电感器电流、电压)上观察到17-19kHz 范围内的显著纹波。
      • 由于 Khalid 的帮助、我们意识到充电控制器在不稳定期间使电源过载、并且必须在 VEXT 电源轨上再添加33uF 电容器。

    非常感谢 TI 员工帮助我们解决这个问题。

    谢谢、

    Vasily

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    您好 Vasily、

    感谢后续行动、很高兴为您提供帮助!

    Khalid