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[参考译文] BQ24610:开始高电流电池充电器设计、这是不是最合适的器件

Guru**** 610675 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ24610EVM, BQ24610, BQ25730
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/1226072/bq24610-starting-a-high-current-battery-charger-design-is-this-the-right-part

器件型号:BQ24610
主题中讨论的其他器件:BQ25730

您好!

我不熟悉高电流电池充电器设计、但我有一项设计要求、即电路需要为4P12S 电池组充电。 此设计还具有"电源路径"要求、即在为电池充电的同时为负载电源提供20A 电流。 我认为 BQ24610可能可以工作(尽管它说可以支持多达6节电池)。 我的问题是-此设计有更好的芯片吗、我可以使用 BQ24610EVM 进行初始评估吗?

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    尊敬的 Mike:

    BQ24610仅可用于对4s 至6S 电池进行独立充电(无需 I2C 主机)。  它是降压充电器、因此需要一个高于最大充电电压的输入电压源。  充电器的栅极驱动器专为2009年推出的 FET 技术进行设计和测试。 因此、我们只对其充电电流高达10A 的情况进行了测试(并且该 EVM 仅适用于)。  其他客户也将其与新型 FET 配合使用来获得更高的电流。 您可能需要添加外部栅极驱动器才能达到20A。 或者您并行放置2个 BQ24610。

    我们提供的 BQ25730系列需要主机 I2C 控制、并且可为高达5节电池充电。

    此致、

    杰夫

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    尊敬的 Jefff:

    感谢您的快速回复... 我看到我有一个拼写错误、但无论如何您都发现了(该包是4S12P 配置)。 我不确定能否在充电期间将10A 以上的电流"泵入电池中、这样可能没问题、但我会考虑使用较新的 FET、以使用较旧的 FET 减少可能产生的热量。 20A 要求不是为电池充电、而是在为电池充电的同时驱动负载。 我当时想使用一个离散开关电路、当电路检测到一个外部电源时、此电路将断开到负载的电池路径并将负载连接到外部电源。 想听听您对此有什么看法。 最后、当我完成设计后、TI 是否会快速为您提供电路设计信息、以确保我能在焊球中胜出。

    谢谢。

    迈克

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    尊敬的 Mike:

    BQ24610输入 FET 已将系统负载连接到电源、降压充电器电路与负载并联。  仅当输入电源失效时、电池 FET 才会将电池连接到负载。  如果您希望所有输入电源进入负载、可以使用 CE 上的下拉电路来禁用充电。  

    是的、我们在完成后可以查看您的原理图。   

    此致、

    杰夫

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    尊敬的 Jeff:

    下面是我的原理图的副本... 我没有计算 Iset1、Iset2和 ACSet 的值、因为我不太确定公式、但我在原理图中列出了电路的工作参数。 如果您有任何其他需要我来完成您的评论、请告诉我。

    e2e.ti.com/.../4087.schematic.pdfThanks

    迈克

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    尊敬的 Mike:

     我在原理图上看到的唯一问题是 D7是 BAT54。  您可能需要更改为能够提供更高电流的版本、例如 EVM 上的旧 ZLLS350。  此外、我通常建议在 HIDRV 和 LODRV 引脚以及功率 FET 栅极之间添加一个0欧姆电阻器。  可能需要将零0欧姆更改为5-10欧姆以减少栅极振铃。   

     https://www.ti.com/lit/zip/sluc175上提供了有关电阻器的设计电子表格

    此致、

    杰夫

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    Jeff、您好!

    很抱歉暂停了很长一段时间、但我们最终收到了我们的定制板、很遗憾、它们不能按计划工作... 也许您可以帮助开始了解问题。 以下是操作步骤:

    1.我们以 TI 应用手册 slu396a 中所述的类似方式启动该电路板。 我们成功完成了步骤3.41 -交流适配器检测阈值、其中列出的所有测量点均可正确读取。 当我们将输入电压增加到16.V 时、我们注意到 VBAT 的读数只有0.741V。下面列出了一些电压值、可以帮助我们深入了解可能发生的情况。

    ACDRV:~9.9V

    REGN:5.99V

    VSYS:16.4V

    参考电压:3.29V

    任何和所有的见解将再次有帮助。

    谢谢。

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    尊敬的 Mike:

    您能否发送填充了电阻器值的最终原理图?  ACSET、ISET1和 ISET2上的电压是多少?

    此致、

    杰夫

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    Jeff、您好!

    当 VIN 设置为18.6V 且 TS 设置为1.8V 时、我测量以下 ISET1 = 0.987V、ISET2 = 0.304V 以及 ACSET = 0.988V。 此外、还附上了我们最终的原理图、  

    此致、

    迈克  

    e2e.ti.com/.../TheRunner_5F00_v5_5F00_pg2.pdf

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    尊敬的 Mike:

    我认为原理图或直流值没有任何错误。  STAT 的作用是什么?  是转换器开关、即 PH 节点上是否有类似下图中任何内容的四分频波形:

    我假设您没有连接电池、因此我预计会出现以下情况:

    此致、

    杰夫

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    尊敬的 Jeff:

    我目前没有连接电池、但我将 CE 硬接线到 Vref、因此当我观察电路时、波形(PH、LODRV)看起来更像数据表中的图2 (充电使能)。  这可能就是我没有在 VBATT 上看到代表性电压的原因(因为我此时没有连接电池)。 此外 STAT1和 STAT2均为低电平(未检测到电池)

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    尊敬的 Mike:

    如果未连接电池、您应该会看到类似上面的图18的波形、而不是低电压。

    此致、

    杰夫

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    那么、该波形为 VBATT、我不确定它是什么、

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    尊敬的 Mike:

    是的、如果充电器没有其他问题、并且与缺失电池并联的电容不是太大、则输出应如上所示循环。

    此致、

    杰夫

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    尊敬的 Jeff:

    非常感谢您在我试着弄清楚这件事的过程中与我在一起。 我用 Vref、VBATT、PH 和 LODRV 上的探针拍摄了上电序列的快照。 我们可通过几项观察结果  

    1. PH 的信号幅值是6.2V、而 LODRV 是8.8V、Vreg 为3.3V、VBATT 为1.34V、不知道其他的应该是什么、但 VBATT 肯定低于预期

    2.启动波形似乎正确(虽然幅度不正确)

    电池端子上的电容是100uF、我认为是可以接受的。

    我希望这能让我们对可能出现的问题有一些了解。

    谢谢。

    迈克

    e2e.ti.com/.../IMG_5F00_1541.pdf

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    尊敬的 Mike:

    您能否查看 HiDRV?  除了直流偏移= REGN 之外、该电压应与 PH 相同。

    此致、

    杰夫

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    这里是 PH (品红色)、HIDRV (青色)和 REGN (黄色)的快照...您可以看到 PH 到 HIDRV 的偏移仅为1.4V、其中 REGN 为6V。  e2e.ti.com/.../IMG_5F00_1543.pdf

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    尊敬的 Mike:

    我认为 BTST 电容器有问题。  是否可以拆卸和更换?

    此致、

    杰夫

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    我假设您指的是 BTST 和 PH 之间的电容器... 我更改了它、输出没有变化 、但您认为它可能是 BTST 和 REGN 之间的二极管吗

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    尊敬的 Mike:

    可以、可以使用二极管。   

    此致、

    杰夫

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    Jeff、

    这样我就知道我在寻找什么... 在正常条件下、HIDRV 应与 PH 偏移一个等于 REGN 的直流失调、并且电容器以及二极管可能会影响它。 您能否更深入地介绍一下可能会抑制电压电平的原因。 我知道这是一个大的开放性问题、但我想我的设计缺少一些基本的东西。

    谢谢。

    迈克

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    尊敬的 Mike:

    位于 REGN 处的低侧 BTST 电容器具有 REGN + PH 的高侧、因此它可以导通高侧 NFET、换句话说、NFET 栅极的 REGN 电压应高于 PH 脉冲的输入电压=顶部。

    此致、

    杰夫

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    Jeff、

    谢谢你的解释,说我真的是迷失在如何继续下一步。 另一个数据点是为第二个电路板供电、最初表现为与第一个电路板具有相同的行为、直到我们插入电池并且此电路板已经反向。 REGN 上的电压现在为10.8V、Vin 为16.5V (Go 图)不知道这是否有帮助、或者我只是将该问题困惑起来。

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    尊敬的 Mike:

    REGN 是线性稳压器的输出。  如果它超出稳压范围、则 IC 损坏或您发生短路、从而将较高电压的输出连接到 REGN。  您能否订购 BQ24610EVM 并使用您的元件对其进行修改、然后测量所有电压并进行比较?

    此致、

    杰夫

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    我同意、所以我今天订购了 EVM、几天后就能到这里、在此之前、我可能不会打扰您。 感谢您到目前为止提供的所有帮助。

    此致、

    迈克

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    好的。  保持发布。  祝你好运。

    杰夫

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    尊敬的 Jeff:

    我能够使电路运行(最后)..it 最终是电容关闭 BTST 和 PH,替换它,现在它工作(多少)。 这会让我进入下一个问题。 在我的应用中、AV 输入是18V30A 电源、而电池组是3S10P 模块。 我希望在快速充电期间为电池提供8-10A 电流、系统负载将在5到10A 之间变化。 因此、在我看来、我需要禁用芯片的 DPM 功能、但我仍然想保持 PowerPath 控制、我的假设是正确的

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    尊敬的 Mike:

    很高兴听到这个消息。  IINDPM 功能仅限制转换器的输出电流、即限制充电电流。  因此、您可以通过短接 RAC 电阻器来禁用 IINDPM、或者可以将其增加到10A + 3* 4.2V * 10A/18V/效率。  无论哪种情况、在移除输入电源时打开 BATFET 的电源路径功能都是相同的。

    此致、

    杰夫

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    尊敬的 Jeff:

    因此、我将完成我们的定制板的设置并提出几项观察/问题。

    1.最终的电池配置是3P12S、我们已相应地更新了电阻器。

    2.当装置仅通过外部电源为电池充电时,电路运行正常。 在充电周期内、外部电源的电流范围从~8A 低至少于1安培。  

    3.当机组完全运行时,它需要~15A-20A 的电流,我们观察到的是,电池提供所有必要的电流,外部电源不提供任何东西。 我的预期是、外部电源将提供所有必要的电流、并使用任何剩余电流为电池充电。 是一个错误的假设。

    此致、

    迈克  

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    尊敬的 Mike:

    电池的二极管压降应至少低于系统= PWR_IN - I (SYS)* Rdson (ACFET)。  只要 VCC 电压大于 SRN 电压、BQ2461x 就会启用 ACFET 并禁用 BATFET。  那么、VCC 电压是否降至电池电压以下并且 BATFET 导通?  

    此致、

    杰夫   

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    Jeff、

    因此 PWR_IN = 18V、VCC = 17.4V、VBATT = 11.2V、VSYS = 10.9V 和 BATTDRV = 5.99V

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    尊敬的 Mike:

    我不明白 BATTDRV 是如何低电平的、这意味着 BATFET 是打开的、但 VCC>VBATT 在 SRN。  有任何机会你可以上拉 STATx 和 PG、以便我们可以获得有关确切故障的更多信息?

    此致、

    杰夫