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[参考译文] TPS25200:过压保护、反向电流阻断(太阳能输入)

Guru**** 2318630 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS25200, INA219, BQ24210, TPS25944A
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/590659/tps25200-over-voltage-protection-reverse-current-blocking-solar-input

器件型号:TPS25200
主题中讨论的其他器件: INA219BQ24210TPS25944A

大家好、

我正在尝试为我的电路添加输入保护。 上面显示的是我的电路的一个片段。 输入电源(+VIN_UP)将是全日照条件下具有7.8V VOC 和6.4VMPP 的5W 太阳能电池板、或自定义固定电压交流/直流电源适配器(5V 至5.6V)。 当输入电源是交流/直流适配器时、一切都很好。 尽管如此、当输入电源是太阳能电池板时、仍需要保护。 我的项目的目标之一是为单节锂离子电池充电并为负载供电(此处未显示)。 请注意、我的电路具有负载共享功能(此处未显示)、并将优先级分配给负载。 如果负载有足够的果汁供电器、则由输入电源供电;否则、电池为负载提供所需的电源。 充电 IC (线性;此处未显示)不喜欢高于7V 的输入电压。 如果将太阳能电池板用作电源、它能够控制电流以确保电压不会下降到低于设定的水平。 当电池正在充电和/或负载电路打开时、太阳能电池板电压肯定会低于7V。 但是、当电池充满电且负载电路(未在此处显示)处于待机模式时、电流消耗将降至几百微安。 在这种情况下、在阳光充足的情况下、太阳能电池板的电压将接近 VOC、这将对充电 IC 造成危险。 此外、太阳能电池板需要反向电流阻断二极管。 我还想监控电源产生的功率。

我当前的解决方案是使用 TPS25200将电压钳制在安全水平。 如果电压高于7.6V (根据数据表、最小值可能为6.8V)、我可以与它断开电源(太阳能电池板)、因为当输入电源不存在时、电池将为负载供电。 在我看来、与泄漏的肖特基二极管相比、此 IC 还可以替代阻断二极管并阻断反向电流泄漏、同时有助于降低压降。 由于我之前从未测试过 TPS25200、因此如果 TPS25200不起作用、我可以选择不使用 TPS25200、方法是:(1)填充 D3而不是与 TPS25200相关的电路、以及(2)使用精心选择的齐纳二极管替换 D8。 对于感应电流、我使用的是 INA219、但我认为这可能是一种过度使用、因为高精度对我来说并不重要。

我的问题是:这种解决方案是否合理? 是否有更好、更具成本效益的方法来实现我想要的目标? 我知道我可以使用齐纳二极管钳制电压、并使用常规肖特基二极管来阻断反向电流;但是、最大限度地减小压降会有效地增大太阳能电池板作为电源的有效光范围。 我简要介绍了另一个 IC: TPS25944A。 它似乎可以消除电流传感器、降低压降和降低成本。 但是、这会增加开发时间。 如果开发时间不是问题、我会用类似于 bq24210的器件更换充电 IC。 任何建议都将大有帮助。 提前感谢!

此致、

Baljot Singh

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    你好,Baljot,

    感谢您的详细介绍。
    很明显、您希望在轻负载和良好的阳光条件下保护充电 IC 免受过压影响。
    与 TPS25942/TPS25944器件相比、TPS25200是一款具有成本效益的解决方案。 TPS25200的典型钳位电压为5.4V。
    如前所述、对于太阳能电池板、7.8V 是 VOC、6.4V 是 MPP、因此您将无法在 MPP 上运行、并通过改变其运行点来释放宝贵的太阳能。

    实现反向电流阻断:TPS25200仅在器件被禁用时阻断反向电流。 您可能需要感测电压(电池板电压降至特定阈值以下)、然后禁用器件、否则您的系统电压会出现在太阳能电池板上并导致负载。
    TPS25942可解决这两个难题。 它具有可调节的过压截止和真正的反向电流阻断功能。 导通电阻更小有助于增加太阳能电池板有效工作的光范围。
    您是否正在通过 INA219的功率监控器输出进行 MPPT?
    如果您想继续进行基于 TPS25200的设计以节省开发时间并有任何问题、请告诉我。

    谢谢
    Rakesh
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    您好、Rakesh、

    感谢您花时间回答问题。 我使用的充电控制器是线性的、不支持 MPPT。 MPPT IC 通常很昂贵。 从我们收集的现场数据来看、为了节省成本、可以掉一些电量、但仍然满足电池寿命要求。 我发现、在当前配置中、TPS25200存在反向电流阻断问题。 尽管如此、我可以通过从我的充电 IC 的三个控制输出中获得的一些控制逻辑电路来控制其使能引脚、当太阳能电池板的电压过低时、这些输出应该将其关闭。 不过、此时我可能也会使用 TPS2594xx、因为开发时间将会类似。

    正如您所建议的、TPS2594xx 似乎是最佳选择。 我认为它更经济、因为它还可以替代 INA219、而 INA219仅用于监控输入源提供的电源。 我的板载 MCU 具有内置的16位 ADC、因此我不需要考虑外部 ADC 的成本。 我将尝试在我的设计中安装 TPS2594xx。

    如果所需时间超过我的预期、我可能会更换太阳能电池板并坚持使用简单的肖特基二极管+电流监控器设计。 我很喜欢使用 INA219来实现 MPPT 的想法、将来我会考虑使用 INA219提供的数据整合动态电流控制电路、以在新太阳能电池板的最大功率点运行。 再次感谢您的建议!

    此致、
    Baljot
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    您好、Baljot、

    我们提供了适用于 TPS2594xx 器件的 EVM、您可以将其用于快速初始功能验证。
    请告诉我是否需要任何审查支持/澄清。

    此致、
    Rakesh
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    您好、Rakesh、

    我已决定更换太阳能电池板以满足我的需求。 我确实发现 TPS2594xx 器件很有趣、因此我可能会很快订购 EVM 以用于未来项目或此项目的下一次迭代。 谢谢!

    此致、
    Baljot