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[参考译文] BQ24735:将电池插入未通电电路时出现电压尖峰、可能会损坏器件

Guru**** 1405050 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ24765
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/1190492/bq24735-voltage-spikes-when-plugging-battery-into-not-energized-circuit-potentially-damaging-device

器件型号:BQ24735
主题中讨论的其他器件:BQ24765

您好!

我在我的系统中采用了充电器芯片、并使用它通过24V/60W 电源为两节12V 7Ah 铅酸电池充电。 我使用2015年数据表第34页中的系统示例、其中包含 ACFET、RBFET 且无 BATFET。

当我将电池插入系统时、我会在电池端子、相位和 ACN 顶部 FET 的另一侧获得电压尖峰。 输入端的电压尖峰高达22V、相位高达25V、这会转换为 ACN 上顶部 FET 体二极管上的类似驻极电压。

示波器屏幕截图显示了蓝色相位和青色 Ubatt。

我担心、通过简单地插入器件、器件有时会被超过最大额定值所损坏。 实际上、在该器件之前、我使用了 BQ24765、并销毁了5个原型板中的2个、直到我在插入电池之前学会使用电阻器对电池电路进行预充电。

可使用什么来捕获这些瞬变、您建议采用哪些排列的元件?

谢谢、

Chris

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    尊敬的 Chris:

    这些引脚上的绝对最大值应为30V、您是否有时会看到更接近该值的尖峰?

    关于 PACK+端子上的电路板电容器、您具有什么电容、它们在布局中的位置如何?

    Khalid

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    您好 Khalid、

    我有两个电池、两个保险丝和电容器、如下面的原理图和布局所示(白色轮廓线迹线是电池的连接位置)。 我有大约1m 长的18AWG 导线、我知道有一些相关的电感。

    电容为2 x 10uF、具有一些较小的电容器、用于射频抑制。 它们中的大多数都紧挨着电感器。

    我尚未看到超过25/26 V 的电压、但我担心有人可能会产生损坏的电压、因为这些电池可现场维修。

    一般而言、我的问题是如何防止这些过压可能损坏芯片、我开始想到电池上的 TVS 为14V、顶部的 FET/输入电容器到 GND 的 TVS 为25V。 这有道理吗?

    谢谢

    Chris

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    尊敬的 Chris:

    您对 TVS 二极管的建议应该有效且有意义。  

    Khalid

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    您好 Khalid、

    我刚刚在电池输入端焊接了一个 SMF13A、然后再次进行测试。 输入尖峰没有明显衰减。 相位和 ACN 引脚上的电压仍为25V 至26V、请参阅下面的屏幕截图。

    在详细考虑这一点时、电压尖峰是通过电感器上的输入电压尖峰产生的、这会通过电感器的斜升电流转化为相位尖峰。 这是我的电路中的标准4.7uH。 相位无法轻松固定、因为它是开关节点、额外的电容会改变系统行为和效率、对吧?

    此处的屏幕截图显示、蓝色是相位、青色电池输入切换、粉色 ACN 电压通过顶部 FET 的体二极管充电。

    在相位大约20V 时开始的振荡是什么? 它大约为5MHz。 它似乎会停止相位上的电压斜坡。

    当电容器预充电时、过压要小得多、请参阅下面的相同电压

    谢谢、

    Chris

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    尊敬的 Chris:

    我不确定振荡可能是什么、开关频率远低于5MHz、我们在该范围内没有任何时钟。 它可以是一种保护机制、例如 BATOVP 或一些短路保护。

    您可以将原理图重新发送为 PDF 还是更大的图像? 我无法在帖子中阅读其中的大部分内容。 您能否澄清几点:

    -您提到您遵循了 PG34示例,但没有 BATFET。 该示例具有 BATFET。 如何将电池连接到系统、或者您是否没有涉及系统(仅限充电)

    -是否在适配器已打开或未安装适配器的情况下以上示波器图?

    您能不能澄清您在为电容器预充电方面做了什么?

    Khalid

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    您好、Khalid、在这里、我再次通过电子邮件回复、以防它丢失。

    您好 Khalid、

    当我插入电池时、电路未通电、因此整个电路的寄生效应会产生5MHz 振荡。 我想、在某个电压电平下、某些东西开始在内部传导、创建电流路径并以这种方式振荡... 或类似的东西。

     

    同样、在电路下方、将其复制到论坛窗口会降低可读性、这一点很有趣。

     

    在原理图中、您将看到我如何连接到系统、它是通过由控制器控制的 Q14进行的。 我们有一个薄膜开关来打开和关闭系统、而不是真正的开关、因此控制器将 VSYS 线路保持在高电平、直到发出信号、将其拉低以关闭系统。

     

    示波器图没有适配器、未通电。 只需插入电池、这让我非常紧张、因为实际上没有任何保护机制到位、电压尖峰来自充电器电感器 L12上的电压阶跃、从而产生反相电压、 通过顶部 FET Q12体二极管泄漏到输入电路。

     

    要为输入电容器 C94和 C95 (主要)预充电、我将一个电阻器与电池串联、插入为电容器充电、移除电阻器并快速插入电池。 系统的时间常数为几秒、因此它们保持电压足够长、我可以将电池插入到电容器保持的电压中。

     

    这有道理吗?

    此致、

    Chris

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    尊敬的 Chris:

    我一定错过了您的电子邮件。 感谢后续行动。 我更好地理解您的解释和完整原理图。

    在适配器侧、我们建议使用可选的热插拔缓冲器 RC。 我想知道这在电池方面是否可行。 约为几欧姆和~1-2.2uF。  

    Khalid

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    您好 Khalid、

    我尝试了一个缓冲器、将2x3.9欧姆并联到2x1uF 并联= 1.95欧 姆并联到2uF。

    不变

    无缓冲器、相电压高达23V

    缓冲器、振荡振幅稍有不同、但初始 di/dt 相似、因此相位电压相同(23V)

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    OPS、18V 导通相、带和不带缓冲器。 输入电压10.7V

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    尊敬的 Chris:

    您能否添加一个二极管并重试?  

    此致

    老虎

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    您好、Tiger、

    添加了 FSV15150V、因为我手头上有它、二极管比您想象的大得多、电容也更大。

    屏幕截图显示、输入端的初始 dV/dt 会降低、相位上的过压也会降低、并且不会发生振荡。 蓝色 Ubatt、青色 Uphase。

    Tek0118 10.7VUbatt

    Tek0120 13.6V (最大电池电压)、最大 Uphase 21V、无振荡

    二极管连接在这里产生变化的机制是什么?

    印象深刻

    Chris

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    尊敬的 Chris:

    问题源于移除 BATFET。 电池通过电感器为输入电容器充电、从而导致较大的过冲。 如果我们在电池到输入电源轨之间添加一个二极管来代替 BATFET。 该二极管提供电流路径、无需通过电感器即可为输入电容器充电。 尽量减小二极管寄生电感和电阻、以提高效率。  

    此致、

    老虎