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[参考译文] BQ25121:在某些器件上、当将 LS/LDO 引脚设置为负载开关模式时、SYS 输出电压增加至3.9V

Guru**** 2466670 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ25121, BQ25121A

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/681948/bq25121-on-some-devices-sys-output-voltage-increases-to-3-9v-when-setting-the-ls-ldo-pin-to-load-switch-mode

器件型号:BQ25121

我们已经为产品的生产运行获得了新的电路板、并且在某些电路板上看到了一个新问题(到目前为止、22个电路板中有3个)。 在我们的电路中、我们将 VINLS1和 VINLS2连接到 SYS 引脚、以使用降压稳压器输出作为可配置负载开关/LDO 的源。 在我们的设计中、我们希望 VSYS 完全等于来自 LS/LDO 引脚的电压、因此我们将 LS/LDO 输出配置为负载开关模式。 在该生产运行的大多数电路板上、这会将 VSYS 和 VLS 正确配置为3.3V、我们将从这一天开始。  

在我们到目前为止发现的三个坏板上、当我们将负载开关和 LDO 控制寄存器配置为负载开关模式(将0xe9写入寄存器地址7)时、两个输出突然跳转到电池电压(测试装置中为3.9V)。 根据数据表、这应该是完全不可能的、因为 VLS 实际上是由降压稳压器 VSYS 通过 VINLS 引脚馈送的、并且不可能将 VSYS 设置为高于3.3V (VSYS 没有可用的负载开关模式)。 我们通过在调试器中单步执行我们的代码来确定写入电池充电器芯片是问题的根源、从而找到违规写入。  

其他测试已确认以下观察结果:

- VLS 未通过电路板对电池短路。 这是通过欧姆计和在未配置电池充电器芯片的情况下测量引脚上的电压来测量的。

-如果我们在连接 USB 的同时为电路板加电、那么两个输出都将正确保持在3.3V。 仅当电路板单独由电池供电时、才会出现此问题。 我还没有测试过在 USB 中启动并切换到电池是否会导致问题消失、但这无论如何也不是这个设计可以接受的解决方案。

-如果 LS/LDO 引脚配置为 LDO 3.3V 输出而不是负载开关模式、则两个输出都正确保持3.3V 电压。 遗憾的是、我们无法使用此方法、因为之前我们在该链接中发现了充电器芯片问题、这就是我们使用负载开关模式开始的原因: https://e2e.ti.com/support/power_management/battery_management/f/179/t/665502 

到目前为止、我无法想象发生这种情况的任何其他方式、除非负载开关在 BQ25121芯片内部以某种方式直接短接电池、这是我们启用负载开关的那一刻。 这对我们来说是一个主要问题、因为这个问题会导致电路板上的所有处理器和传感器超过其绝对最大额定值的电压、而我们已经发现的与这个问题有关的三个电路板现在必须被丢弃。 我是否有任何可能的方法来解决我在数据表中遗漏的芯片配置问题?

此致、Nathan

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    Nate、

    请确认您使用的是 BQ25121A 还是 BQ25121。 3.9V 的电池电压和3.3V 的 VSYS 将进入 VSYS 具有低纹波的共模余量、但这不是问题。

    电池不能直接与 LS/LDO 短路。 应检查 VSYS 的调节环路、但设置 LDO 模式不应影响已通电 VSYS 的调节环路(因为您的 MCU 可能由该环路供电)。

    发生这种情况时、您是否能够绘制 VSYS 和 I2C? 可能会在相同的示波器捕获上触发 I2C SCL 和 VSYS + VLDO。

    打开负载开关时、您的电流消耗是多少? 如果您使用 LSCTRL 引脚保持高电平、然后通过 BAT 上电、行为是否相同?

    我还需要查看您的原理图。 如果可以、请随时向他们发送电子邮件

    此致、
    Gautham
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    我们使用的是原始 BQ25121、因为 BQ25121A 尚不可购买。 我已通过电子邮件直接向您发送原理图的相关部分。

    我们现在并不特别关心低纹波。

    很难获得 I2C 图。 这是一个生产板、因此它是一个使用0201器件的多层板。 不过、我会尝试。

    我可以将电流消耗与良好的电路板进行比较、但无法调整 LSCTRL。 该引脚在我们的设计中保持浮动、因此它卡在 BGA 下、我无法访问它(我们依赖于2M 内部下拉)。 此外、我不确定在这里电流测量能够为我们提供多少帮助、因为向电路提供3.9V 电压超出各种芯片的最大额定值将导致无法预测的负载。

    此致、Nathan
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    我将 I2C 图作为 PowerPoint 演示文稿附加。 所有通道的每分段电压均为1V/div。 黄色(通道1)为 SCL、绿色(通道2)为 SDA、紫色(通道3)为 LS/LDO、粉色(通道4)为 VSYS。 在发送 I2C 事务之前、VSYS 为3.3V、VLS 为0V。 您可以看到、发送 I2C 命令后、负载开关打开、然后所有器件漂移高达3.9V。  

    有趣的是、我们发现了一个临时解决方案。 现在、我们将2个电流表与模拟固定装置中电池的电源串联、并允许我们同时测量一段时间内的最大和最小电流消耗、以进行功耗测试。 如果我们只有一个与电池串联的电流表、问题就会消失。 这将略微增加生产时间、两种方法仅使用一米、但现在我们可以再次开始编程和测试过程。 不过、我们仍然想知道到底发生了什么、因为两个与电池电压电源串联的极低电阻电流表不应像我们所知道的那样影响电路。  

    此致、Nathan

    e2e.ti.com/.../scope-captures.pptx

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    Nate、

    您的原理图看起来正常。 电流表上是否打开了任何自动量程功能? 您可以关闭测距吗?

    现在、我还想查看电池和 PMID 电压。 您可以在示波器捕获中看到、当您打开 LS 时 VSYS 电压下降、电压开始向上漂移。 当电流消耗较高时、我想该范围是否会破坏 VBAT 上的电压。

    此致、
    gautham
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    Gautham、

    我们尝试关闭自动量程并使用两种手动量程设置、但都没有帮助。 如果有用、我们将在直流毫安模式下使用 Fluke 189型 DMM 进行测量、正极引线连接到400mA MAX 输入端。

    我将很快为您提供 VBAT 和 PMID 的更新捕捉。 因为我们已经制定了一个解决方法、我通过查看其他小问题来确保生产正常运行、但仍然希望了解这种行为。

    出于好奇、如果在上电期间 VBAT 上的电压在短时间内下降一点、会发生什么情况? 现在、我们将电池输入连接到电源以进行固定装置测试、因此我无法想象电压实际上会下降太多、但我们将再次使用示波器捕获进行验证。

    此致、Nathan
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    Nate、

    这些仪表的阻抗可能很高。 当存在负载瞬态且即将达到终端时需要注意的事项。

    如果达到 BUVLO、电池电压将断开 BATFET。 根据连接到/MR 的原因、如果 BAT 和/MR 引脚转换中存在竞态条件、器件将进入运输模式作为预防措施。

    如果电压较高且达到 BUVLO、您可以期望器件关断 BATFET。

    此致、
    Gautham
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    Gautham、

    我怀疑这是这个设计的问题。 在仪表上使用 FAST MAX 设置时、显示在电路板上启动时消耗的最大电流在短时间内被保守地接近120mA。 在此设置下、我们的仪表的负载电压额定值为1.8mV/mA。 因此、压降应约为0.22V、这反过来会使我们的电路的输入电压在短时间内达到3.68V。 因此、我们绝对不应靠近 BUVLO 的任何位置、但再次进行实数捕获凸点计算、因此当我为您准备时、我会告诉您。

    此致、Nathan
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    听起来不错。 不要忘记电缆和触点的电阻。