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[参考译文] BQ24160:接触抖动后系统输出上的电压尖峰

Guru**** 2380860 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ24160, TPS2595
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/1362315/bq24160-voltage-spike-on-sys-output-after-contact-bounce

器件型号:BQ24160
主题中讨论的其他器件: TPS2595

您好!

我们的系统包含电池、充电器接口和用于维护的 USB 电源。  我们非常严格地遵循了 BQ24160的参考设计、但进入了一个角落情况、在这种情况下、充电器触点处存在触点反弹、可能导致 BQ24160 (BGA 版本) SYS 引脚增加至6.5V。  我们在之前的产品上使用了该设计、未出现任何问题。但是、对于我们的新产品、电源管理 IC 对高于6V 的电压很敏感、电压尖峰会造成永久性损坏。  仅当我们的产品中安装了电池时才会出现这种情况。  这似乎只有在充电触点断开的时间短(通常小于1ms)时才会发生、我们已经通过信号发生器和 FET 确定了这一点。  我们已暂时解决了 TVS 和钳位二极管的问题、但这只是保护 PMIC 的临时解决方案、我们正在寻找一个更可靠的解决方案。

问题

1.在这种情况下、预计峰值电压是6、5V 吗?

2.我们能做些什么来防止这种情况发生?

3. 还有其他调试建议吗?

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    您好、Graham:  

    感谢您通过 E2E 联系我们。 您能帮助回答几个问题、以确认我对该问题的理解。  

    -当您在输入端接通电源或仅使用电池运行时,是否会发生这种 VSYS 尖峰行为?

    -参考提供的波形中的 CH3、正电流是指电池放电电流还是流入电池的电流?

    -如果/CE bit = 1 (REG02 bit 1)来禁用充电,您会在行为上看到任何差异吗?

    此致、

    加勒特

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    您好、Garrett:

    我已经回答了以下问题。  如果您需要任何其他 信息、请告诉我。

    -当您在输入端接通电源或仅使用电池运行时,是否会发生这种 VSYS 尖峰行为?  当 VIN 在短时间(少于1ms)内断开然后重新连接时、VSYS 上会出现尖峰。  在电源重新连接到 Vin 后不久、VSYS 上会出现尖峰。 (IN 引脚(BGA 上的 A1至 A4))。  在此期间、连接了电池电压。

     

    -参考提供的波形中的 CH3、正电流是指电池放电电流还是流入电池的电流? 通道3是流入系统电荷触点的电流。 充电触点连接到 IN 引脚(BQ24160 BGA 上的 A1至 A4)

     

    -如果/CE bit = 1 (REG02 bit 1)来禁用充电,您会在行为上看到任何差异吗?

    如果我通过设置上述寄存器来禁用充电 、并且电池电压为4V、我们就不再看到问题了。  但是、如果电池电压降至3.5V、则返回问题(Vsys 上的电压尖峰)。  我猜这是因为当电池电压低于3.6V 时、VSYS 由 Vin 供电

     谢谢

    格雷厄姆

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    您好、Graham:  

    感谢您提供清晰的答案。 现在我对这一问题的理解是清楚的。 我最初将"充电触点"理解为 BAT 引脚、而不是 IN 引脚。  

    如果我通过设置上述寄存器来禁用充电 、并且电池电压为4V、我们就不再看到问题了。  但是、如果电池电压降至3.5V、则返回问题(Vsys 上的电压尖峰)。  我猜这是因为当电池电压低于3.6V 时、VSYS 由 Vin 供电

    [/报价]

    感谢您分享测试结果。 当电池电压低于 Vminsys 时、似乎会发生 SYS 尖峰。 正如您在该条件中提到的、VSYS 将由 Vin 供电、而不是由电池供电。  

    请允许我们进行一些实验室测试、以解决您关于防止该行为的问题。 我将在下周早些时候提供最新情况。  

    此致、

    加勒特

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    您好、Garrett:

    感谢您的更新。  如果您需要任何其他信息、请告诉我。

    格雷厄姆

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    您好、Graham:  

    我已经进行了一些初始测试、以便复制电荷接触反弹场景、到目前为止尚未能够复制任何 SYS 尖峰以达到6.5V 附近的水平。  

    为了帮助确保我将您的设置尽可能接近地复制、您可以帮助共享 BQ24160的寄存器配置吗? 此外、SYS 上的典型负载电流消耗是多少?

    此致、

    加勒特

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    您好、Garrett:

    这是地址值。

    地址处的值:0x0为:0x12

    地址处的值:0x1是:0x30

    地址处的值:0x2是:0xbe

    地址处的值:0x3为:0x8c

    地址处的值:0x4为:0x45

    地址处的值:0x5是:0x31

    地址处的值:0x6为:0x0

    地址中的值:0x7为:0x6a

    地址处的值:0x8为:0x0

    VSYS 上的典型负载电流为200mA。  它可以低至80mA、也可以高至1000mA

     

    谢谢

     

    格雷厄姆

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    您好、Graham:  

    感谢您提供这些信息。 我将在第二天或第二天报告最新情况。  

    此致、

    加勒特

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    您好、Garrett:

    我们曾尝试在 TI 评估板上重现该实验。  我已经附上了我们所做的测试的 PDF 文档。  基本上、我们可以在评估板上看到相同的问题。

    请告诉我您是否可以访问 PDF?

    如果我们可以尝试解决该问题、如果您有任何建议、敬请告知?

    谢谢

    格雷厄姆

    e2e.ti.com/.../Power_5F00_up_5F00_Notes_5F00_TI_5F00_052224.pdf

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    另一个问题是、如果我在 QFN 评估套件上看到该问题、您是否希望 BGA 评估套件上使用相同的行为?

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    您好、Graham:  

    是的、我能够访问 PDF。 感谢您对 EVM 实验进行清晰的文档记录。 根据我的了解、两种封装类型之间不会出现明显不同的行为、但我会与我们的团队确认这一点。  

    我正在查看波形、并将随反馈一起报告。  

    此致、

    加勒特  

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    您好、Graham:  

    请查看我的评论如下。

    在提供的波形中、VBAT 电流中的负尖峰是否表示电池正在充电或放电? 此外、您还会提到脉冲宽度不超过600us 会导致该问题。 如果 VIN 关断时间变长了、我是否可以假设您没有看到相同的最大 SYS 电压?  

    根据对测试结果的分析、似乎 SYS 尖峰行为是由 Vin 断开然后重新连接的快速瞬态性质造成的。 在重新连接后、器件仍在对 VIN 的初始下降做出响应、这会导致您观察到较大的过冲。  

    防止通过 BQ24160 IC 发生此行为的最简单方法是使用 REG02中的 Hz_MODE 位来确保转换器关闭、但这似乎不是一个实际的解决方案、因为您不知道何时会发生"接触反弹"事件。  

    下面我附上了几份应用手册、供您参考。 一种是关于管理浪涌电流、另一种是标题为11种保护电源路径的方法。 本白皮书有专门的一章(第6章、第37页)介绍过压保护、其中包括一些针对瞬态过压事件的保护方法、正如您所观察到的那样。  

    -瞬态过压保护

    https://www.ti.com/seclit/eb/slyy168/slyy168.pdf 

    -管理浪涌电流。  

    https://www.ti.com/lit/an/slva670a/slva670a.pdf 

    此致、

    加勒特  

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    您好、Garrett:

    我已尝试回答以下问题。  我们确实在 BGA 器件上看到了同样的行为、请参阅随附的文档 感谢您提供应用手册链接、非常有用。  我们已经总结了触点反弹、我们将看到电压尖峰、并需要尝试在其从充电芯片流出时对其进行钳制。  这听起来是否合理?  

    我们将研究电压钳位。  到目前为止我们确定的2个是

    TPS2595–一个钳位在5.7V 的解决方案

    TPS25200DRVT  -这一个钳位在5.4V

    是否有其他任何引脚在理想情况下钳制在4.5V 至5V 的较低电压?

    在提供的波形中、VBAT 电流中的负尖峰是否表示电池正在充电或放电?   

    在提供的波形中、负向表示电流正在流入电池/这实际上是测试设置中的电源。  我在随附的文档中放了一些有关实际电池和评估套件的图表。

    此外、您还会提到脉冲宽度不超过600us 会导致该问题。 如果 VIN 关断时间变长了、我是否可以假设您没有看到相同的最大 SYS 电压?  

    在我们的实际电路板上、只有在大约600us 或更短的时间内断开连接时、才会出现尖峰。  在评估套件上、断开连接可能会更长时间并且仍然会出现尖峰、但行为是类似的。  我知道电路板上的设置与评估套件不同。  结论是、我们需要防止电压尖峰。  您可以在附加的图中看到行为类似。

    e2e.ti.com/.../Power_5F00_up_5F00_Notes_5F00_TI_5F00_052924.pdf

  • 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、Graham:  

    感谢您回答我的未决问题、是的、我同意您的总结。 您将需要一个保护元件来钳制瞬态电压尖峰。  

    关于您关于器件推荐的问题、您可以创建一个新的 E2E 帖子、询问所述的 TPS 器件。 新帖子将自动分配给相应的设备专家、他们比我更了解这些部件。  

    此致、

    加勒特