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[参考译文] BQ2000:BQ2000SN-B5TR 3节镍氢电池设计问题

Guru**** 2536780 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ2000

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/958956/bq2000-bq2000sn-b5tr-3-cell-ni-mh-design-issue

器件型号:BQ2000

你(们)好。

基于这2个帖子

https://e2e.ti.com/support/power-management/f/196/t/852555?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=bq2000

https://e2e.ti.com/support/power-management/f/196/t/854802?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=bq2000

我们继续进行以下设计:

通过 USB-C 为3节镍氢电池3.6V 1100mAh 充电,在0.5C 时的输入电压为5V,不含 topoff。 电池没有 NTC、因此10k 电阻器下拉。

使用的 PFET 为 SI3457、因为原来的3455不再可用、并且移除了快速开关晶体管+电路。

我们现在面临的问题是,这个电路“似乎”能够为镍氢电池充电,因为它能够在5分钟内为3.9V 至4.16V 的电池充电。 但是、使用示波器检查/LED、MOD 和 RC 引脚、我看不到数据表中建议的波形。  

1) 尽管电池在充电之前/之后/充电期间似乎保持了更高的电压、但 LED 根本不会改变状态。

2) 充电期间的 MOD 引脚大约为4.6V,充电停止后下降至0V。 但是、我看不到数据表中的任何开关、只是4.6V 的平坦电压。

3) 3) RC 引脚也显示无状态变化、数据表指示它应进行开关。 0.047uF 和95.3K 用于0.5°C 充电、无充电配置。

我希望我已经为你们提供了足够的信息,让你们了解情况是否正常,任何线索都将被理解,谢谢。  

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    更新了:/LED 引脚未连接到任何 LED、但在探测引脚时保持悬空。 添加了 LED +电阻器、这里是观察结果。  

    -如果电池已插入,则指示灯不会亮起。

    -只要施加5V 电源,无论是否插入电池,LED 都会亮起(不闪烁)。 此外、我们还注意到电源提供~200mA 的电流消耗 、  充电时逐渐降至零、同时 LED 只会亮起而不闪烁。  

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    您好、Pete、

     我将对此进行研究、并将尽快返回。 由于感恩节周、资源有限。

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    您好 Kedar、  

    Thx,和感恩节快乐。

    此致

    Pete

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    执行了更多的测试。

    1) 1)我们将电池放电至3.5V、并使用 BQ2000解决方案为电池充电。 它充电了大约4分钟,然后停止充电。 电池的充电电压高达3.8V。 我们重新开始充电,大约4分钟后充电停止。 电池电压现在为4V。 充电过程中的 LED 指示灯未闪烁或熄灭。

    2) 我们使用了一个电源进行测试,为 IC 提供5V 电压,并使用了不同的电源进行电池充电(测试了5V,然后是6V),没有任何变化。 将测试添加快速开关晶体管的情况、看看会发生什么情况。

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    您好、Pete、

     您能否在示波器捕获上显示 RC、MOD、输出电压和 LED 引脚的波形? 另请分享您的原理图供我审阅。

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    模块

    RC

    LED

    VBAT

    您好 Kedar、

    附件是请求的文件。 在侧注中,BQ2000是否经过验证可用于5V 输入电源? 由于此解决方案是降压模式开关稳压器,镍氢3芯电池是否可以使用5V 充电? Thx

    Pete

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    您好 Kedar、

    是否有更新?  

    我们做了更多的测试、发现了一些有趣的东西。

    IC 的电源如上面橙色圆圈所示、使用4.4V 齐纳二极管、电阻器和肖特基二极管从源极产生压降、我们向电路施加了6V 电压。 当未插入电池时、IC 的电源为4.4V、因为齐纳二极管的工作方式是这样的。 然而,当电池被插入,然后施加6V 电源时,IC 的电源下降到3.48V,但充电似乎正常,我们可以看到 MOD 引脚中的开关频率大约为125Hz 50%占空比。 充电持续2小时以上,但并未停止对电池充电。 电池电压达到4.6V 左右、然后开始加热、然后电池电压逐渐降至4.45V。 您能不能帮助验证 BQ2000的运行情况以及5V 电源的工作情况、谢谢。  

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    您好 Kedar、

    是否有有关情况的更新? 我们已经根据数据表和 EVM 测试了很多电路、 并按照数据表中的建议改变了输入电压、但手头的 BQ2000似乎无法按规定工作。 如果有任何线索、就会被认为是正确的。 如果您需要检查布局、请提供一封电子邮件、以便我们可以以私密方式发送文件 thx。

    Pete

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    您好、Pete、

      当电池充满电时、电池将加热、这是一种可能的终止机制。 只要您移除 Q4、R10、D6电路、该电路就像线性稳压器一样将 VCC 电压调节至5V、BQ2000就可以使用5V 输入。 由于引脚应具有高阻抗、因此在电池不存在时 LED 不应亮起。

    您的3节镍氢电池的最大充电调节电压是多少? 由于这是一个降压充电器、因此在高于电池电压的特定阈值上需要输入电压。 您必须考虑输入路径中的压降、因为需要测量的是靠近 IC 引脚的 VCC 上的电压。

    您是否在 EVM 上测试了配置? (断开 Q4、R10、D6电路)

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    您好 Kedar、

    我们没有 EVM、而是基于参考 EVM 设计构建了我们自己的 PCBA、这就是您在上面提供的原理图。 由于上述原理图使用5V 时无法正常工作,因此我们已重构样本 PCBA,从而尽可能 地将组件完全还原(您会注意到 BAT54被 BAS16取代),因为 EVM 建议确保组件正常工作,如 EVM 所示。 并为电池充电提供10V 的电源;但情况不能正常工作。  

    我了解到,对于镍氢电池,它在充满电时会发热,电池电压会因充满电而下降,并且会发热;这似乎是镍氢电池的一个特征。 3节镍氢电池的最大充电调节似乎是4.6V,因为这是电压停止上升和温度升高的地方。  

    我们觉得奇怪的一些问题是:

    1.未连接电池时,BQ2000SN-B5TR /BAT 引脚仍会亮起 LED 指示灯。  

    2.连接电池并应用10V 电源时,BQ2000“似乎”正在工作充电;但是 BQ2000的 VCC 电压降至3.48V (这是否正常?) ,MOD 引脚的开关频率低于1kHz (数据表显示200kHz-300kHz ?) 。 当电池被拉出时、VCC 恢复到齐纳钳位。

    3.在选择了“TOP OFF”选项的情况下,当镍氢电池充满电时,从电源汲取的电流、加热和电压降回,在快速充电时,电流仍然相同。 哪一项表示加电开关不能正常工作(如果不是每秒充电一次,而不是连续充电,因此电流消耗应该是快速充电的1/16?) 。 LED 引脚仍然是一个死区、因为它不会改变任何状态。  

    我们没有想到电路有很多问题看起来不复杂; 但是、我们知道、愚蠢的错误可能会导致意想不到的问题、因此、如果我们已经监督过任何错误、但可能对你们来说很明显、我们建议进行布局审查。 我认为原理图是可以的、因为您没有提出任何其他问题。 感谢您的帮助。

    Pete

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    如果问题1得到解决、其他问题可能会得到解决。

    为什么未连接电池时 LED 引脚亮起? IC 检测电池是否存在的机制是什么?

    我同时探测了 MOD 引脚、毫无疑问、MOD 引脚为高电平、提供4.7V (VCC 5V)、这毫无意义。 您或 TI 的任何人以前是否曾遇到过此类问题或类似事件? 任何线索都将得到认可,thx。

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    您好、Pete、

     不幸的是,我以前没有看到过这个问题。 当存在电池时、VCC 降至3.8V、这会导致我认为输入源本身可能存在电流钳位、从而导致 VCC 降至有效 VCC 以下。 由于这是一个较旧的器件、我们的可用资源有限、因此我建议您购买 EVM、以便能够在 VEM 上测试和观察您的系统条件