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[参考译文] 具有负载共享功能的锂离子3节电池充电器

admin
Guru**** 2506135 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ25713, TPA3128D2, TPS62125

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/782906/li-ion-3s-battery-charger-with-load-sharing

主题中讨论的其他器件：BQ25713、 TPA3128D2、 TPS62125

您好、我请求帮助创建具有以下规格的电池充电器和负载共享电路：

  • 3节锂离子电池
  • 12V、2A 为 TPA3128D2 D 类放大器供电(这是为了实现最大音量。 可以降低电压/电流以适应设计限制)
  • 为 STM32F4 微控制器以及 外部 DAC 和模拟电路供电的低噪声、50mA 时为2.7V
  • 通过具有 USB 2.0的 USB Micro-B 端口完成充电(500mA 或1.5A 时为5V)

我目前正在考虑此设计：

  • 用于 处理电池充电和平衡的电源电路模块。
  • BQ25713 处理负载共享/电源路径管理以及12V 升压转换器
  • TPS62125 、用于从 BQ25713电源路径输出2.7V 电压
  • BQ24392可 处理 USB 充电检测/枚举

我希望在确认或否定这一设计的可行性方面提供任何帮助，并希望就可以简化的任何改进提出任何建议。

编辑：简单的方框图、使之更加清晰

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    TI__Guru**** 2506135 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。
    Daniel、您好！

    我认为这是您尝试执行的操作的良好实施。

    但是、我有两个意见和问题：
    1) 1)升压转换器位于何处？

    2) 2) VBUS --- VSYS 模块在那里做什么？

    3) 3)我们需要明确的一点是、这些充电器产生的电压以及在运行期间出现的限制。 对于一种情况、只要存在适配器、系统电压和电池电压就会跟踪到特定的放电水平。 这意味着、当存在适配器时、系统电压不会低于"VSYSMIN"阈值。 但是、在仅电池配置中、充电器 VSYS 引脚上的电压将跟随电池产生 IR 压降。 另一个需要注意的问题是在输入过载时调节系统电压。 如果发生这种情况、这可能是由于您提到的 USB 端口电源限制所致、系统电压也将跟踪到低于电池电压的情况。

    如果您已经考虑过这一点、那么您应该可以限制 VBUS-VSYS 模块和升压转换器的放置。


    此致、
    Joel H
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    TI__Guru**** 2506135 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。

    Joel、

    感谢您的回答。

    1) 1)我对 BQ25713的工作方式感到困惑。 我假设有一个内部降压/升压转换器来调节 VSYS、但我现在看到 VSYS 是电池电压、只有 Vmin 保护。 我提到的升压转换器最初是为 D 类放大器 TPA3128D2提供经过稳压的电压、但 TPA3128D2似乎有自己的内部稳压器。 那么、如果我在不使用稳压器的情况下刚刚为 TPA3128D2提供了电池电压(7.5V - 12.6V)、这是否可行？

    2) 2) VBUS -- VSYS 块是我对 BQ25713电源路径管理进行建模的糟糕尝试。 我知道它使用 功率 MOSFET 以及 IC 的输出来调节系统电压。

    3) 3)您能否在这里详细阐述两点。 首先、对于仅电池配置、VSYS 引脚将跟随电池发出 IR 压降。 第二、在讨论系统电压调节时、输入过载意味着什么？

    总体而言、TPA3128D2和 TPS62125的最低电源电压分别为4.5V 和3V。 电池的最小电压范围为7.5V。 因此、我假设如果我将 Vmin 主动保护设置为5V、一切工作正常。

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    TI__Guru**** 2506135 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。
    Daniel、您好！

    1)我应该更清楚。 降压/升压充电器确实会将 VSYS 调节为两个值、并且仅在适配器存在时。 如果电池电压低于特定阈值、充电器会将 VSYS 调节为称为 VSYSMIN 的电压。 VSYSMIN 是该阈值。 现在、如果电池高于此阈值、VSYS 的调节点为 VSRN + 160mV。 我在(3)中描述了其他几个条件。 您可以使用电池电压或系统电压。 电池电压和 VSYS 仅由外部 BATFET PMOS 隔开。 使用 VSYS 将为您提供电源管理功能、允许您使用可用的输入电源来驱动系统。

    1)至2)正确。

    到3)当仅存在电池时、转换器不能正常运行。 如果它确实运行(称为 OTG 模式)、它肯定不会调节 VSYS。 在这种情况下、相同的 PMOS BATFET 完全导通、因此电压 VSYS =电池电压-负载电流 x RDSON_PMOS。

    还有一种情况、即输入因任何原因过载。 充电器中有两个环路、允许它以某种方式调节输入、通过调节已编程的电流限制或调节默认输入电压。 在这些情况下、击这些环路将强制充电器首先尝试减小充电电流以维持系统电压、然后在必要时强制 BATFET 正向导通、以辅助系统负载。 在第二种情况下、系统电压可能会降至低于电池电压。


    就 Vmin 主动保护而言、这对于仅在电池运行时不会持续太长时间的高瞬态峰值电流而言非常有用。 它是作为 Intel 平台的一项要求而开发的、旨在帮助在高峰值负载期间保持系统电压上升。 但是、如果充电器上存在适配器、您可以对 VSYSMIN 电压进行编程、使充电器始终调节到此电压(除非您达到(3)中的条件)。


    此致、
    Joel H