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[参考译文] BQ25601：负载阶跃的瞬态响应

admin
Guru**** 2328790 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ25601, TPS54240
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/623046/bq25601-transient-response-to-load-steps

器件型号：BQ25601
主题中讨论的其他器件： TPS54240

经过与 BQ25601进行大量测试和努力后、我得出结论、当芯片处于挂起模式时、它无法立即响应负载阶跃。

下面我介绍了两种情况、即电池是否存在。

电池不存在。
如果电池不存在且充电器已启用(CE\低电平)、则在 VSYS 轨上没有显著下降的情况下、它无法向重负载提供电流。
在同一种情况下、如果充电器被禁用、它对阶跃负载的响应会很好。 VSYS 上的压降可以忽略不计。

电池存在
相比  之下、如果无论电池的电压水平如何(即使电池完全放电 Vbat < 2.7V)和 CE\状态如何、都连接了电池、则相同负载的 VSYS 轨根本不会出现压降。
在这种情况下、CE\无关紧要。 无论是低电平还是高电平、对负载阶跃的瞬态响应都是完美的。

测试条件和设置。

使用主机：
VIN = 5V、2.5A (TPS54240)
IIDPM = 3A
VINDPM = 4.5V (默认值)
ICHG = 300mA
PRECH = 60mA
ITERM = 60mA
VSYS_MIN = 3.7V
CSYS = 2x10uF + 3x47uF
RL = 2 Ω
禁用看门狗

不带主机、独立：
VIN = 5V、2.5A (TPS54240)
PSEL =低电平(2.4A)
CSYS = 2x10uF + 3x47uF
RL = 2 Ω

 如有任何建议，请提出。
我在这里有什么问题吗？

我上传了我的设置图


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    TI__Guru**** 2328790 points
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    你好、

    在连接电池+输入直流/直流电源的情况下执行测试时、电池是否提供电流？  

    如果没有、电池是否接收到满充电电流？

    此致、

    Joel H

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    TI__Guru**** 2328790 points
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    正如我在第二种情况中所描述的、电池电量无关紧要。 它可以完全放电并且正在充电(CE 低电平)或不充电(CE 高电平)、VSYS 轨非常稳定。

    如果输入电流受到限制(例如 IIDPM=1A)并且电池具有足够的能量水平、那么是的、它将提供一些电流、正如数据表在补充模式中提到的那样。

    但在我的情况下、由于 IIDPM 设置为3A、并且我的负载会导致最大4.2V/2R、因此补电模式不会启用。 我消耗的电流小于我的限制、甚至小于我的输入源。

    在充电阶段、我的电池可以接收到我在 ICHG 寄存器中设置的电流、我选择的电流为300mA。

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    TI__Guru**** 2328790 points
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    你好、

    我实际上更关心 VINDPM。 如果输入电压下降得过低、这可能会跳闸、这通常是由于连接到充电器的长引线和输入电流过大。 如果您的电源(TPS54240)到充电器的 VBUS 有足够的压降、您可能会无意中落入 VINDPM 中。


    此致、
    Joel H
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    TI__Guru**** 2328790 points
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    我也检查了 TPS54240的输出没有压降、我测量的电压尽可能接近 VBUS。 另外、请注意、在某些情况下、VSYS 根本不会下降。 这些情况包括：电池打开、CE 高电平或低电平、电池关闭、但仅 CE 高电平。

    问题在于芯片进入挂起模式(CE 低电平-电池关闭)

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    TI__Guru**** 2328790 points
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    我再次检查了它、当开关关闭时、根本没有压降。 我测量的电压尽可能接近 VBUS、在5V 时电压相当稳定
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    TI__Guru**** 2328790 points
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    你好、

    今天、我将在我们的实验室中对此进行调查、看看我是否可以复制您看到的内容。

    此致、

    Joel H

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    TI__Guru**** 2328790 points
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    谢谢 Joel、我期待您的回复。

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    TI__Guru**** 2328790 points
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    你好、

    遗憾的是、我在 EVM 上看不到同样的东西。

    请参阅以下开关1欧姆负载时的波形。

    未连接电池、/CE 为高电平(禁用充电)、甚至为不同试验添加了更多的输出电容、甚至额外增加了高达470uF 的电容、以查看它是否影响环路响应。 但是、我无法复制您看到的 VSYS 中断。

    EVM 上是否有您可能更改过的其他内容或有关测试设置的任何内容、这些内容可能会限制电流或触发我们的 DPM 环路之一？

    如果可以、请在 JP4的中间引脚上添加外部电源(以保持通信)、并且在切换2 Ω 负载时、请在此处读出并发送寄存器值。

    此致、

    Joel H

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    TI__Guru**** 2328790 points
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    非常感谢您花时间帮助我完成这项工作。

    您没有看到我看到的内容、因为正如您提到的、您的 CE\引脚处于高电平。 将其拉至低电平、只需在 VSYS 轨上连接重负载(请勿使用电池)。 在观察示波器时多次打开和关闭开关。

    我提到过、当 CE\为高电平时、芯片可以完美响应。 在没有电池时将其拉低、然后再次观看。

    再次感谢。

    此致

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    TI__Guru**** 2328790 points
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    你好、

    我能够复制您看到的内容。

    当不存在电池但已启用充电(/CE =低电平)时、充电器中有多个环路同时激活、尝试为 VBAT 上的任何电容充电(这是 VSYS 和 VBAT 振荡的原因)。  

    当您在电池不存在的情况下施加这种重负载时、系统会立即下降到非常低的水平、因为 VSYSMIN 环路并不主导转换器反馈。 因此、VSYS 降至2.2V 以下、我们基本上会再次进入转换器启动(在数据表的第8.4.3.5节中进行了说明)。 这会将输入电流限制重新限制在200mA、直到 VSYS 上升到2.2V 以上。 然而、由于 SYS 上的负载较重(2 Ω)、它不会上升到高于2.2V。

    我的问题是、在电池不存在的情况下、您有什么操作？

    此致、

    Joel H

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    TI__Guru**** 2328790 points
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    我打算为数据包传输时需要高达2A 峰值电流的 GSM/GPRS 模块供电。

    您能给我一个解决方案吗？

    我找到的唯一解决方案是禁用充电器。 但是、我不知道何时将电池插入电路板上。
    MCU 可能会通过模数转换器获得连接、但在某些情况下、电池可能会完全放电(由于内部保护、为0V)。  

    此外、如果电池从电路板上关闭、MCU 必须立即禁用充电器。
    如果未能立即执行此操作、GSM 可能会由于其电源轨上的电流不足而重新启动。

    请注意、在某些情况下、电压不会降至2.2V 以下、因为在负载导通期间深度下降后、电压会再次上升。
    如果您尝试打开和关闭开关几次、您可能也会看到这种情况。

    哪个控制 VSYS 反馈？

    我期待您的回答。

    再次感谢您、Joel

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    TI__Guru**** 2328790 points
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    你好、

    因此、我们为您的应用找到的解决方案基于您是否在电池上连接了热敏电阻？ 您甚至可以考虑仅使用连接到电池的10k 电阻器来发出拔出事件的信号。

    本质上而言、您要做的是将热敏电阻连接引脚连接到充电器的 TS 引脚。 该引脚用于电池上的热敏电阻、以便在电池过热或过冷时禁用充电。 如果移除电池、由于 TS 引脚电压将上升到高于特定阈值、充电器将自动禁用充电。

    达到此阈值后、您可以使用充电器上的故障指示(TS 故障)关闭 Q4。 重新插入电池时、故障将清除(TS 正常)。 此时、您可以重新启用 Q4。

    此解决方案应适用于您的应用、前提是您将使用连接电池的热电阻(这实际上很常见)。


    此致、
    Joel H
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    遗憾的是、我的电池没有内部热敏电阻。 我只是按照我的设计中没有热敏电阻的说明进行了操作。 我放置了两个并联电阻器、一个与 REGN 串联。 和评估套件一样。

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    不过、我会研究使用热敏电阻电池的可能性、但这次我将坚持使用我之前的解决方案。 我将通过 ADC 检测电池。
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    TI__Guru**** 2328790 points
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    这也是可行的。

    一个问题是、在电池断开连接的同时、峰值负载是否会发生？  

    如果没有、则还可以使用来自充电器的连续 INT 脉冲来确定电池是否存在。  

    此致、

    Joel H

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    TI__Guru**** 2328790 points
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    这是一个有趣的问题！

    加载步骤始终取决于 GSM/GPRS 数据包。

    尽管它提供了 PIO (RFSYNC)信号、可以在 MCU 发送数据包时通知 MCU、但我担心充电器反复开/关。

    充电器上有一个计时器、每当 CE\从高电平变为低电平时、它都会复位。

    此外、该有用的 PIO 信号可能会针对各种事件输出、而不仅仅 是传输通知

    INT 脉冲如何能够通知我的 MCU 电池是否存在？
    您是不是说当充电器进入此模式时、我可以(通过 I2C)进入"暂停模式"？

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    TI__Guru**** 2328790 points
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    你好、

    当充电被启用并且没有电池时、INT 将继续触发。 当没有电池且负载不显著时、该信号将始终以固定间隔显示"充电完成"INT 脉冲。

    这就是为什么我询问您的脉冲 GSM/GPRS 数据包是否在任何时候发生、或者是否有已知的时间将电池移除。

    您还提到了充电器上有一个计时器、该计时器在每次/CE 转换时复位。 您是指安全计时器吗？

    请再次参考我之前关于您最后一个问题的陈述。 如果在峰值负载期间无法移除电池、则可以使用 INT 脉冲来显示您正在反复输入和终止充电(这是您在没有电池和/CE 低电平的情况下看到的波形)。


    此致、
    Joel H
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    TI__Guru**** 2328790 points
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    我不知道何时将电池从电路板上移除。 这取决于用户。 因为我也不知道步骤是否同时发生、电池将被取出。

    关于计时器、是的、我被称为安全计时器。
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    TI__Guru**** 2328790 points
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    你好、

    好的、我明白了。 那么、我之前建议使用 INT 将对您不有用。

    我唯一能想到的另一个选择是对您的可拆卸电池组进行物理修改。 如果可能的话。 我再次建议使用 TS 引脚、电池上的电流为10k。

    此致、

    Joel H