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[参考译文] BQ25703A:电源管理论坛

Guru**** 2533570 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ25703A, BQ25713

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/914978/bq25703a-power-management-forum

器件型号:BQ25703A
主题中讨论的其他器件: BQ25713

您好支持团队

我正在设计一个具有双电池输入、一个可充电(3S)和另一个不可充电(2S)的功率级
-注:系统中一次只存在一个电池。
-还有一个用于充电和系统电源的直流适配器输入(5V~24V)。

根据#BQ25703A 数据表、如果我理解正确、我们有3个案例

  1. 仅适配器: 充电器(+VSYS)的输出被调节至缺省最小系统电压。
  2. 仅电池: 器件处于电池补充模式。 VSYS - Vbattery = BATFET 的 VDS。
  3. 适配器和电池: 如果 Vbattery > Vsys_min、则当 BATFET 关闭(无充电或无补充电流)时、VSYS 输出将调节至比 Vbattery 高大约160mV。

现在、我看一下下面的三个 ORing 选项、我有一些关于未连接充电器时 BQ27503A 静态电流消耗的问题。   

方案 A:为了最大程度地降低损耗并延长电池寿命、我的第一个想法是放置一次电池并在+VSYS 上的#BQ25703A 输出之后控制一个 P-FET。
基本思路是  

  • 强制充电器处于高阻态
     >将 CELL_BATPRESZ 驱动 为低电平以指示电池已取出  
     >驱动 ILIM_HIZ 为低电平   
  • 设置 VSYS_MIN = 9.0v
  • 如果连接了外部直流适配器、则 P-FET 关闭、并且#BQ27503A 调节 VSYS  

1) 1)是否可以仅通过主电池为+VSYS 供电、即适配器未连接且  CELL_BATPRESZ =低电平?

#2)假设#1可行、您能不能就实现最低静态电流的正确步骤提出建议?

3)根据数据表、在低功耗模式下、IQ_max = 45µA μ A、您能否确认这与上面的#2相同?

选项 A':由于在我们的应用中、仅存在单个电池、从而扩展了概念、

4) 4)是否也可以为一次电池共享 BATFET 路径?

  • 根据数据表、通过强制#BQ25703A 进入高阻态、可以通过   BATFETOFF_HIZ 寄存器打开/关闭 BATFET -因此在没有适配器时可以正常工作

#5)上面的#4可能起作用、当连接适配器时、BQ25703A 的行为是什么?  

#6)连接适配器时、确保 BATFET 保持关闭的正确设置是什么?



方案 B:
 将主电池放在#BQ25703A 之前、并与适配器一起进行 ORing 配置。 但效率会降低。
或者、我查看了#BQ25713直通模式(PTM)、它可能只是达到目的。  

7)#7)能否确认 PTM 中的静态电流?


方案 C:
 涉及在未连接适配器时添加额外的 P-FET 以隔离#BQ25703A。
这似乎是零 IQ 最有希望的方法。 不过、通过将信号与 MCU 隔离所需的额外电路、IQ 节省可能会降低。



感谢您的支持。


最棒的
AJ

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    你好、AJ、

    是否仅关注泄漏电流? 我正在查看不同的选项、并将尽快返回。

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    您好 Kedar、

    感谢您的快速响应。 这不是我所关心的泄漏、而是静态电流。

    在我们的应用中、该器件由电池供电运行、最低寿命要求为2年、无需充电。 因此、我需要确保充电器电路和 ORing 方法具有最小的电池消耗。  



    最棒的
    AJ

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    你好、AJ、

    1. 在未连接适配器时强制充电器处于高阻态、并在高阻态模式下禁用 BATFET、将允许您使用主不可再充电电池为 SYS 供电、同时降低静态电流
    2. 在高阻态模式下、转换器将被禁用、REGN LDO 处于工作状态、从而在不影响 BATFET 保护的情况下实现低静态电流模式。
    3. 低功耗模式在仅电池模式下启用、从而产生22uA 的典型 Iq 和45uA 的最大 Iq。
    4. 无法在充电输出端并联主不可充电电池
    5. 请参阅4.
    6. 启用高阻态模式和高阻态模式、禁用 BATFET
    7. 不建议使用适配器连接二极管或主电池。 PTM 旨在直接支持适配器中的 SYS、在这种配置中、静态电流不是问题、因为适配器能够直接为 SYS 供电、并且当适配器存在时、静态电流不是问题。 在 PTM 中仍有开关、因为必须为 PTM 启用用于驱动 HIDRV1和 HIDRV2的栅极驱动(增加的静态电流)、并偶尔打开 LORDV1和 LODRV2以刷新用于驱动 HIDRV1和 HIDRV2的自举电容器。 如果您使用主电池作为输入源、则不需要增加这种静态电流。
    8. 这将是 IQ 的最佳选择、因为它将静态电流与 IC 隔离、并在 SYS 路径中使用 PFET。 请注意、除了额外 PFET 增加的 BOM、布局尺寸和成本之外、通过 PFET 额外 Rdson 的 Lippo 放电/充电电流在提供 SYS 时会导致少量额外的功率损耗和效率降低。

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    您好 Kedar、

    感谢您的详细回答。 我想我明白了、尽管我对下面的1和2的答案有一点不清楚:


    1) 1)是否可以仅通过主电池为+VSYS 供电、即适配器未连接且  CELL_BATPRESZ =低电平?
    在未连接适配器时强制充电器处于高阻态、并在高阻态模式下禁用 BATFET、将允许您使用主不可再充电电池为 SYS 供电、同时降低静态电流

    #2)假设#1可行、您能不能就实现最低静态电流的正确步骤提出建议?
    高阻态模式   下、转换器将被禁用、REGN LDO 处于工作状态、从而在不影响 BATFET 保护的情况下实现低静态电流模式。

    请注意、问题1和问题2与不可充电的主电池用例相关、并且不存在适配器。
    如果我理解正确、1号充电器处于高阻态模式、BATFET 被禁用(关闭)-正常是合理的

    但是、在#2 REGN 中、LDO 处于活动状态、并且启用 BATFET (ON)以实现电池保护。?!
    也许我缺少一些东西。 您能否在此澄清一下电池保护的相关性?

    我了解 BATFET 在电池深度耗尽或充电器插入时没有电池的情况下以线性(LDO 模式)运行,以调节 MinSystemVoltage()中设置的 VSYS。


    至于静态电流、按照方法(a)、如果我正确理解上述内容、我们将查看860uA (典型值)/1150uA (最大值)。 是这样吗?


    最棒的
    AJ

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    尊敬的 Alex:

      我编制的数据过多、可能会导致混淆。 1和2指的是相同的运行模式。

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    尊敬的 Alex:

      看起来 HIZ 模式对您没有那么有用、但低功耗模式会更有用。 低功耗模式用于仅通过电池(主要是在没有适配器时)为系统供电、旨在实现最低的泄漏。 仅当您连接了适配器、并且连接了适配器时、才建议使用 HIZ 模式、静态电流不是问题、因此我们不会规范 HIZ 中的泄漏、而是直接泄漏到 HIZ 引脚。

    根据我对系统的理解、当连接适配器时、应给辅助电池充电、同时断开主电池以保持容量、适配器也应为系统供电。 在未连接适配器的情况下、您希望如何为系统供电、我仍然有点困惑。 二次可充电电池是否用于提供系统、而一次电池是否仅在二次电池深度放电时为系统供电、从而将一次电池的寿命保持2年?

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    您好 Kedar、

    感谢您花时间回答问题。

    请注意、在我们的应用中、一次只能安装一个电池、即可再充电(二次)或不可再充电(一次)、从而提供更大容量。 不可能同时使用两个电池、即机械槽只能安装一个电池选项而不是两个电池选项。

    因此、我想设计一个具有最小静态电流/功率损耗的电源路径、以延长电池寿命并在现场实现2年、而无需外部电源输入。 我同意您的看法、如果连接了适配器、静态电流/损耗就没有关系。

    假设安装了可充电电池;根据下面的图表、电池为系统供电、并且根据数据表 IBAT_BATFET_ON = 45uA。 如果连接了外部适配器、则转换器会为电池充电并调节高于 VBAT 的系统电压160mv。 到目前为止都很好。




    现在、让我们考虑一下安装了不可充电电池的情况;根据下图、主电池 PFET 已启用、电池为系统供电。  




    但是、我不清楚在这种情况下充电器的行为是什么、因为它没有电池(VBUS、SRN、SRP 悬空)、而 VSYS =~ VBAT_PRIMARY。 因此、我最初的问题是  

    第二点、当连接一个外部适配器时、想法是禁用一次电池 PFET (体二极管反向偏置并阻断电流)并让充电器将系统电压调节至 VSYSMIN。 根据数据表"NVDC-1配置允许将系统调节为电池电压、但不会降至低于系统最小电压。  即使电池 完全放电或 被取出、系统也能保持运行"。  

    #1是否可以仅从主电池电源为+VSYS 供电(适配器未连接、锂聚合物未连接)?
    #2假设#1正常工作、充电器的静态电流是多少?



    回到原始文章中的选项 C、该解决方案可提供最低的 Iq、因为它通过 SYS 路径中的 PFET 将静态电流与 IC 隔离开来。 不过、这会通过 PFET 的额外 Rdson 为 LiPo 电源路径带来额外的损耗、更不用说您正确地指出了增加的 BOM 成本和复杂性。  

    考虑到上述权衡、在+Vsys 处对主电池进行 ORing (选项 B)似乎提供了一种平衡的方法。 因此、我想特别确认#1和#2。  


    最棒的
    AJ

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    你好、AJ、

      感谢您的澄清、因为我似乎对您的系统有错误的想法、最大45uA 的 IQ 仍适用于主电池、 因为泄漏是进入 ISRN + ISRP + ISW2 + IBTST2 + ISW1 + IBTST1 + IACP + IACN + IVBUS + IVSYS 的电流之和。  

    1. 由于主电池直接连接到 SYS、因此它将直接为 SYS 供电、但请记住、转换器处于关闭状态、因此未对 VSYS 进行调节、此时提供的电流将直接基于 SYS 负载、并通过 VSYS 电压跟踪主电池。
    2. 静态电流仍应基于45uA 低功耗规范。

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    您好 Kedar、  

    感谢您的意见。  

    是的、我知道 VSYS 将在仅电池模式下跟踪。  

    不过,我的印象是,当连接外部适配器时,NVDC 允许 VSYS 根据 MinSystemVoltage()寄存器设置进行调节。 您能 确认情况吗?  

    其思路是设置 VSYSMIN > VBAT_PRIMARY、以便在插入适配器时、主电池 PFET 关闭(体二极管阻断反向电流)、系统通过 VSYSMIN 电压运行  


    最棒的
    AJ

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    你好、AJ、

    是的、连接适配器时、SYS 将根据电池电压进行调节。 如果 BAT 上没有电池、则在 VSYSMIN 上进行调节;如果 VBAT< VSYS_MIN SYS 在 VSYSMIN 上进行调节;如果 VBAT>VSYSMIN、则 VSYS 将在 BATDRV 驱动的 PFET 上的 VDS 压降之外跟踪电池电压。

    这应该是可以的、因为当适配器插件上启用转换器时 SYS 将加电。 另一种选择可能是使用电阻分压器来驱动 PFET、以检测适配器插入情况。 由于一次只能使用一个电池、当适配器被移除并且主电池存在时、主电池将提供 SYS、当适配器被插入而主电池存在时、PFET 将关闭并且适配器将提供 SYS。

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    您好 Kedar、感谢您的确认和所有回答以及支持! 非常感谢:-)