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[参考译文] LM66200:反向电流阻断和激活电流...

Guru**** 2534260 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS2116, LM66200, LM66100, TPS2117

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/1333444/lm66200-reverse-current-blocking-and-activation-current

器件型号:LM66200
主题中讨论的其他器件: LM66100TPS2117、TPS2116

我正在考虑将 LM66200或 LM66100添加到或两个电池电源、但希望在一个电池的放电距离比另一个电池的放电距离更远时防止反向漏电流。

LM66200有2条非常实用的曲线图、其中显示了返回 Vout 再从 Vin 引脚流出的反向漏电流应该在 nA 范围内(不过对于右侧的曲线图、似乎忘记了显示室温下的线)

因此、在室温下、当 Vout=3.5V 时进入 Vout 的泄漏电流应约为5nA。 这听起来很不错。

但在规格下、我们可以看到:

上图显示反向电流阻断功能在典型值1.4A 甚至高达4A 时被"激活"! 这意味着什么?

LM66100还指出、"反向电流阻断"在典型值0.5A 和最大值1.0A 时激活。

根据这些图、如果在 Vout 大于 Vin 时从 Vout 到 Vin 的泄漏远低于1uA、我应该如何解读"反向电流阻断"功能?

  • 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、Jim、

    请参阅 此主题 - 仅当 VOUT 上的电压源高于 VIN、这可能导致大电流从 VOUT 流向 VIN 时、IRCB 规格才适用。 在这种情况下、电流将从 VOUT 流向 VIN、直到达到1.4A 阈值、在这种情况下、两个输入都将与输出断开、输出将变为 Hi-Z。 这是您发布的数字适用的地方。 不过、在正常运行期间、当 VOUT 不大于有效的 VIN 时、器件会比较输入电压并输出最高的电压、并且无效输入与输出和其他输入断开。 非活动输入有进入 VINx 的50nA 典型泄漏电流。

    在切换期间、有源源先从输出断开、然后在连接另一个源后断开 TSW 时间(大约10us)。 这可以防止通道之间发生任何跨导。

    同样、对于 LM66100、如果 CE 大于 VIN、则输出为 Hi-Z。 但是、如果您需要此器件仅在反向电流开始流动时才开始阻断反向电流(这与0.5A 相关)、则必须将 CE 连接到 VOUT -这是 LM66100检测反向电流的唯一方法。 LM66200中集成了此功能。

    实际上、仅当 VOUT 的驱动电压高于输入电压时、才适用1.4A 和0.5A 反向电流阈值。 输入之间将没有电流流动。

    另外、感谢您在第二幅图中指出了缺少室温跟踪! 我会看看我们是否能在下一次数据表修订版中对其进行更新。

    谢谢。

    帕特里克

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    Patrick - 感谢您的全面回答。

    那么、第6.7节下的左侧泄漏电流图是否假设为反向电流阻断功能激活且两个输入都断开后的泄漏电流? 这可能是不明确的地方、因为它确实指出其中一个 Vin 输入为0V、因此低于 Vout、但不参考 IC 状态以及 RCB 是否跳闸。

    如果这是所有情况、器件不会是候选器件、因为我需要 在特定的电池化学成分中阻断极低的反向电流(10mA)

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    您好、Jim、

    是的、正确-这些数字是在 VOUT 上有电压源、VIN1被拉至 GND 且 VIN2悬空时获取的、因此 RCB 处于活动状态。 感谢您的反馈、我会看看我们是否能在下一个数据表修订版本中更清楚地说明这一点。

    如果您的 VOUT 上有电压源、则需要阻止进出电池的10mA 反向电流、那么我有两条建议:

    1.在 VOUT 上使用阻塞二极管-但这有些妨碍了使用双理想二极管的作用。

    2.使用精密比较器将 VIN 与 VOUT 进行比较、输出端连接到 ON 引脚;当 VOUT > VIN 时、ON 引脚驱动为高电平时、将禁用器件。 这会在反向电流低于10mA 时禁用器件。

    您认为上述任何方法都可行吗?

    谢谢。

    帕特里克

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    第二个建议是我正在积极探索的内容、但我对错误跳闸感到担忧、因为此时考虑了电池的瞬变和 ESR 导致瞬时电压骤降。 我还担心在充电电池安装过程中跳闸、因为它们将被逐个安装。 这意味着保护可能无法锁存。 还需要通过一些 Rs 和 Cs 对其进行调整、以实现适当的延迟。  

    感谢您的支持、至少知道我们已得出与分立式比较器解决方案相似的答案是很好的。

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    您好、Jim、

    很抱歉、我重复一遍、但为了在您的设计中获得最有效的前进路径、我想确保 VOUT 上的电压源将高于需要保护的两个 VIN。

    安装电池时、不应发生任何误跳闸(除非 VOUT 上有该电压源)。 此外、ON 引脚/RCB 状态未锁定、当 ON 变为低电平/ VOUT 降至刚好高于 VIN 时、LM66200将恢复正常运行。

    是的、如果使用比较器路由、那么我认为 Rs 和 Cs 会提供良好的抗尖峰脉冲能力、以避免负载瞬变期间的跳变。

    如果我可以澄清任何内容、或者您在这里有任何疑问或问题、敬请告知。

    谢谢。

    帕特里克

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    帕特里克-不用担心,我感谢你跟进。

    要点如下-我将在1S2P 配置中使用2节 LiSOCl2原电池、但不在电池组中。 安装人员可以将其中一个电芯反向放置、或将旧的(经过相当放电的)电芯与新的电芯混合。 这里的风险是新电芯将为旧电芯充电。

    我的应用中的标称放电电流大约为10mA、即峰值30mA。

    电池供应商告诉我、用于这种化学物质的最大充电电流是安全的、为10mA。 长时间运行将会有火灾/爆炸风险。 我更希望远低于这个值。

    对于这种化学物质、没有明显的 TI 解决方案可用于防止反向电流、更不用说反向电流和反极性方向、而不会严重影响典型的使用效率。 我认为、我得出的最佳选择是具有 Vf~150mV @10mA 最佳情况的极低肖特基势垒小信号二极管。

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    您好、Jim、

    感谢您的解释-在这种情况下、假设电池不直接短接在一起、那么 LM66200 (或 TPS2116/2117、它们非常相似、但具有更多的控制选项)肯定会在这里起作用。 不存在新的/高压电池放电至旧的/低压电池的风险、无论是在内部还是通过 VOUT 放电。 但遗憾的是、该器件没有反极性保护功能。   如果需要反极性保护、分立式二极管或理想二极管都可以在这里工作、但理想二极管通常具有更高的 Iq 和更高的最小 VIN。

    谢谢。

    帕特里克

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    Patrick -可以详细说明一下吗?

    您说"新的/高压电池没有放电到旧的/低压电池的风险、无论是在内部还是通过 VOUT。" 但是、反向电流阻断功能指出、在激活 RCB 之前、它允许 LM66200中最多4A 的反向电流流动。 您能解释一下吗?

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    您好、Jim、

    当然- IRCB 规范 描述的 是、如果有一个电压源只在 VOUT 上(而不是通过输入)、源从该电压源流回有源输入(无源输入自动阻断反向电流)、 然后、当典型值为1.4A 时、最大电流从 VOUT 源流向有源 VIN、然后器件将从输出断开两个输入并使输出 Hi-Z。 因此、它仅适用于您在 VOUT 上有第三个电源的情况、而如果您仅使用 IN1和 IN2上的电源为您的电路供电、则不适用。

    该器件通过比较 VIN1和 VIN2来确定要使用哪个输出-它会将任何更高的源连接到输出。 当器件从一个输入切换到另一个输入时、根据以下示例、器件从 VIN1切换到 VIN2:

    -VIN1有效、VIN2无效(因此 VIN2会阻止所有电流进出 IN2引脚、但流入引脚的泄漏电流为50nA)

    -VIN1与 VOUT 断开(因此它会阻止除50nA 泄漏电流之外的所有电流进入引脚)、VIN2仍处于非活动状态

    -VIN2在 Tsw 后(约10us )连接到 VOUT

    从这里可以看到、VIN1和 VIN2不可能同时连接到 VOUT 或相互连接。 (这里还值得一提的是、此器件不能同时启用两个输入、就像在真正的双二极管中看到的那样、当两个输入的电压相同时。)

    因此、实际上、器件根据输入端的电压选择连接到输出端的输入、而不是根据流经通道的反向电流大小。 根据器件设计、一次只能有一个通道处于活动状态。 如果输出端有一个电压源大于两个输入端、电流将从输出端流向有源(最高)输入端-如果在这种情况下最大4A 电流从输出端流向输入端、 然后、器件将禁用有源输入、以便两个输入都从输出断开。

    我可以从数据表中看到它如何会令人困惑-那是合理的吗? 是否在输出端有第三个电压源-一个不是 IN1或 IN2电源?

    从另一个角度来看、请查看 TPS2117数据表中标题为"二极管模式"的行中的表7-1。 这是一种非常类似的器件、用于扩展 LM66200的控制模式、但二极管模式的工作方式与 LM66200的工作方式相同。

    谢谢。

    帕特里克

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    Patrick、

    我相信我现在明白了。

    我的系统在 Vout 上没有任何外部源。
    系统中的唯一电源是两个标称电压为3.6V 的独立 LiSOCl2电池、每个电池连接到一个 VIN 输入。
    我更希望两个电池都同等加载、但我意识到这对于 IC 的功能来说可能并不现实(甚至对于外部肖特基二极管来说也是如此)。 每节电池将分别连接1个、并具有独立的反极性保护功能。

    我在 PSPICE for TI 中运行了瞬态分析:

    在尝试使用 VPWL 围绕每个输入来摆动时、实际上没有从 Vout 到 VIN 的泄漏电流、但我无法说出 LM66200模型在这方面的强大程度。

    您能否确认我对这种方法的可能工作原理的理解如下、及时步进、就像插入每个电池单元一样:

    一些(希望最终!) Question:

    1.上述系统是否清晰?

    数据表也不清楚 Vin1和 Vin2之间的转换阈值电压是多少。 当 Vout 连接到一个输入而不是另一个输入时、是否存在转换阈值? 有迟滞吗?

    3.随着电池放电和 ESR 增大、如果瞬变引起输入电压的间歇性骤降、认为 IC 可能会在电源之间"扑动"吗? 我想可能会发生这种情况、我们显然需要进行测试。

    4.根据上述系统说明、我们预计返回每个电池单元的电流<=50nA、因为确实没有外部源连接到 Vout、这是否正确?

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    您好、Jim、

    虽然我不熟悉仿真模型的内部、因为我没有制作它、但它准确地描绘了从 VOUT 到 VIN 的无泄漏电流。

    是的、您发布的表格完全正确。

    1.是的,看起来很棒!

    2.输入比较器没有迟滞或阈值,因此非常敏感。

    3.是的,会发生这种情况,在严重的情况下,由于输出降低到太高,会导致 IC 进入软启动和/或系统复位状态。 如果事实证明这是个问题(或者如果您希望主动避免这种可能性)、可以通过在输入上增加电容、使其在连接时下降更少、或者使用前面提到的器件 TPS2116/7 可编程为使用电池1、直至其达到编程的阈值、之后、它会切换并使用电池2、直至电池1的电压足够高(可以对下降和上升阈值进行编程)。 但在大多数情况下、我们并不认为该"抖动"问题是糟糕的、尤其是在较低的负载电流下。

    4.更确切地说、从 VIN2到 GND 的泄漏电流、而不是从 VOUT 到 VIN2的泄漏电流-但是的、向非活动输入泄露的泄漏电流典型值<=50nA (在105°C 下最大值高达2.1uA)。 我认为只有在 VINx 低于1.6V 时才会产生泄漏电流、否则会提供50nA 电流-但我对此概念更有信心、因为这正是输入 将停止拉电 流和开始灌电流的精确电压。

    最适合您的其他设计! 如果您有任何其他问题、请立即在此处回复或发布新话题。

    谢谢。

    帕特里克

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    Patrick -我们希望它能在电压差为1mV、1uV 等时从 Vinx 切换到 Viny? 除了我猜测比较器失调电压的容差等之外、没有任何阈值。

    再次感谢你的全力支持这一点现在已经非常清楚了。

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    您好、Jim、

    正确。

    谢谢。

    帕特里克