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[参考译文] BQ25892：充电器启动顺序和电流限制

admin
Guru**** 2386610 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ25892, TPS5420, BQSTUDIO
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/721718/bq25892-charger-startup-sequence-and-current-limitation

器件型号：BQ25892
主题中讨论的其他器件： TPS5420、 BQSTUDIO

您好！

我采用 GSM 模块的小型设计、并将其用作 BQ25892芯片的电源管理。

使用输出设置为9V 的 TPS5420转换器调节设计输入电压。 BQ25892将此9V 电压作为输入电压。 电池是一款锂离子18650 3.7V、3000mAh。

GSM 模块的工作电压介于3.4V 和4.4V 之间。 我需要 BQ25892使 SYS 输出电压介于3.5V 和4.2V 之间。

我将以下设计用于电池管理器：

我用于 BQ 设置的初始化序列为：

经过无数次的试验，我得出了上述顺序，但结果并不是很好。 充电电流在一秒钟之后稳定在~200mA。 首先、充电电流达到~500mA、但会立即下降。

另一个问题是、如果电池电压降至低电平(< 3.8V)、充电过程将不会开始。 有时 BQ 会在系统启动时卡住(STAT 和 PG LED 灯都不亮)、TPS5420会进入保护模式。 此外、我想当充电过程即将完成时、STAT LED 会非常快地闪烁、并且电池上的电压在不同的值(4.01V - 4.15V)之间非常快地跳跃。

我想弄清楚初始化序列是如何正确完成的、任何建议都是非常受欢迎的！

此致、

克里斯蒂安

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    TI__Guru**** 2386610 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。

    您好、克里斯蒂安、

    您能否在充电过程中提供 bq25892 (reg00-reg14)的寄存器转储？

    查看您的代码、我不会看到任何内在错误、但我希望看到其余的状态/故障寄存器。

    [引述 USER="Cristian Dinca">有时 BQ 会在系统启动时卡住(STAT 和 PG LED 指示灯都不亮)、 TPS5420 会进入保护模式。 [/报价]

    它进入哪种保护模式？ 从 TPS5420数据表中、我注意到有3种保护模式。 我猜它将进入过流保护、因为它是一个2A 降压转换器(bq25892输入电流设置为2.5A)、GSM 应用通常具有非常动态的曲线、具有高电流尖峰。

    如果 TPS5420发生故障、bq25892输入端的电压将开始下降并恢复。 发生这种情况的一种可能性是、当电池电压下降到快速充电区域(3.8V 是快速充电区域)时、输入电流需求将增加以支持充电电流+ GSM 负载电流。 由于电流需求较高、这将 TPS 器件投入 OCP、或者 bq25892将进入输入电流限制/输入电压限制。

    我们可以通过监控输入电压并查看 VBUS 是否折叠到 UVLO 并进行恢复来验证这一点、从而触发转换器尝试再次启动。

    [引述 USER="Cristian Dinca">充电电流在一秒钟之后稳定在~200mA。 首先、充电电流达到~500mA、但会立即下降。[/报价]

    这是在启动时发生的吗？ 如果是、请监控 SYS 电压。 如果 SYS 电压低于2.2V、bq25892将输入电流限制限制为~200mA、以允许系统电源轨软启动。

    否则、bq25892此时可能处于输入电流限制或输入电压限制状态。 bq25892将 SYS 电流优先于充电电流。 因此、如果输入过载、它将减小充电电流以分配输入功率以支持 SYS。

    如果可能、您能否尝试绕过 TPS 器件测试 bq25892 (例如、使用直流电源或适配器直接向 VBUS 施加9V 电压)？

  • 0
    TI__Guru**** 2386610 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。

    您好、Fernando、

    感谢您的回复！

    在 TPS 折叠期间、我要连接 VBUS 和 SYS 电压的波形：

    VBUS 电压平均值约为9V。

    VSYS

    以下是 BQ 寄存器：

    我之前没有提到的是、该应用使用的是 STM32F407微控制器、该微控制器由 VSYS 通过 MCP1727-3302电压源供电。

    我已停止 GSM 模块初始化、问题仍然存在。 我想、由于电池电压较低(约为2.7V)、转换为较低的 VSYS 电压、启动 uC 所需的功率不够、TPS 也会崩溃。

    我认为我应该将充电电流设置为较低的限值、不允许电池电压低于3.5V 左右、但我不知道如何设置此电压限值。

    我不明白为什么系统会启动并运行一次、充电电流不会增加、uC 的电流不会超过100mA、电源为2A。

    此致、

    克里斯蒂安

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    TI__Guru**** 2386610 points
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    您好、克里斯蒂安、

    感谢您提供相关信息。 我已将您的寄存器值上传到 bqStudio、我注意到的主要内容如下：

    1. 该部件位于热关断 reg0x0C = 0x20中。 这将解释您为什么看不到充电电流。该器件很可能进入过热调节/关断状态、以防止损坏。 如果 bq25892处于热调节状态、则 TPS 器件可能也会跳闸其热保护功能。 您使用的是 TI EVM 还是定制 PCB 布局？ 如果是定制的 PCB 布局、请查看数据表的布局指南、以确保在运行期间 PCB 上的热量分布正确(主要是器件的散热焊盘正确接地、并且布线大小正确)。
    2. 看门狗定时器未被禁用、reg0x07 = 0x9D。 您禁用 WDD 的代码看起来正确、因此我会在尝试发送此命令时验证 STM MCU I2C 引擎不会发出否定应答。 我注意到您的其他命令已成功执行。
    3. 当应用了一个输入并且 VBAT 低于您的 MINSYS 阈值时、转换器应该将 SYS 调节至 MINSYS 电压(在您的情况下为3.5V)。 由于器件处于热关断状态、因此转换器无法运行、无法调节输出电压。 提供的波形告诉我、SYS 上的电压刚刚从您的电池电压(来自波形的 RMS 电压为~2.3V)下降到 BATFET 的截止阈值、以防止过度放电。  

    [引述 user="Cristian Dinca"]我认为我应该将充电电流设置为较低的限值、不允许电池电压达到3.5V 左右、但我不知道如何设置此电压限值。

    我建议先禁用充电并验证器件是否可以启动、将 SYS 电压调节至3.5V 并为您的系统供电。 主要问题是热关断、这将导致器件完全无法运行。

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    TI__Guru**** 2386610 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。

    您好、Fernando、

    我的设计是定制的、不使用 EVM。

    在设计 PCB 布局时、我可能犯了几个错误。 细迹线小于7mil。

    系统可以正常启动、问题是电池电量耗尽时电池充电问题。

    可以将电池电压的 BQ 阈值设置为大约3.5V、以自动关断 SYS？ 我希望系统在电压过低时关闭、无需继续耗尽电池。 如果不是、我想我可以使用 UC 软件来实现它、并不时查询电池电压并决定关断。

    Regads、

    克里斯蒂安

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    TI__Guru**** 2386610 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。
    您好、克里斯蒂安、

    感谢您共享布局文件。

    是的、我认为您的布线宽度太小、无法产生高电流、从而迫使充电器进入热关断状态。 我建议您在下一个修订版中增加电源网的覆铜线迹宽度、例如 PMID、SYS、SW、BAT、VBUS 和专门接地。 如果您可以延长接地覆铜、这将有利于 IC 的散热；尤其是散热焊盘的连接。 对于散热焊盘、我们建议将 PCB 的底层或第一个内层(如果使用多层设计)指定为仅 GND、 这样、您可以在散热焊盘上放置6-9个通孔、并将其直接连接到下面的 GND 平面。 器件发生热关断的原因很可能是因为散热焊盘仅通过一条7mil 迹线连接到 GND。

    另一个关键网络是 PMID 网络、因为这是高频电流环路之一、也是实际直流/直流转换器的输入。 尝试将 PMID 去耦电容尽可能靠近引脚放置、并使用一条短(但足够宽)走线以最大限度地减小环路距离。

    您可以使用用户指南中显示的 EVM 布局作为参考。 对于 QFN 器件、您还可以将覆铜重量增加到2oz、以获得更好的 PCB 散热能力、但这仅在您不与 WCSP 器件共享 PCB 时才是如此、如果是这样、则1oz 覆铜就足够了。

    关于欠压电池限制、没有可更改此值的设置。 该功能需要通过主机 MCU +使用板载 ADC 读取 VBAT 来实现。