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[参考译文] BQ25756:禁用反向模式时、电池反馈至输入

Guru**** 2589265 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ25756

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/1435525/bq25756-battery-back-feed-to-input-when-reverse-mode-is-disabled

器件型号:BQ25756

工具与软件:

早上好、

我有75个 CCA、这些 CCA 具有处理电池充电的 BQ25756 (最好在处理器关闭时独立运行)。 在大约50%的 CCA 中、我遇到了电池看起来要升压以及在输入电源断开时对输入电源反向供电的问题。 根据数据表第71页的示例电路、我可以看到 CCA 行为异常(其他50%的行为与预期完全一致、问题不是间歇性的)的以下结果:

  1. 蓄电池电压= 22.2V
  2. VIN = 23.5V
  3. Q4漏极= 22.2V
  4. Q4源= 21.5V
  5. Q1 DRAIN = 23.5V
  6. Q1和 Q4具有存在低占空比的 PWM
  7. REGN = 5V
  8. STAT1 = 0V
  9. STAT2 = 5V

以下寄存器结果显示在 I2C 上、指示故障正在发生且处理器正在通信

  1. 寄存器17 = 0xC9
  2. 寄存器19 = 0x20
  3. 寄存器21 = 0x2B
  4. 寄存器22 = 0x80
  5. 寄存器23 = 0x00

我可以通过执行以下任一操作停止反馈:

  1. 断开电池连接
  2. 将热敏电阻温度提高/降低到阈值之外
  3. 将寄存器17设置为0xC8
  4. 给输入源增加大负载

当我执行上述4个操作时、BQ25756停止充电并断电(REGN = 0V)。 我最初以为器件正在进入反向模式;不过、在观察到 REGN 为5V 且寄存器读取满电模式(CC)时、当 REV_EN 为0时、我不再相信这是正确的。 我很担心、因为我们50%的批次似乎按预期运行、而50%似乎以同样的方式出现故障。 如果需要提供一份用例原理图或信号图片、请告知我、我们将为您提供。 非常感谢对这一问题的任何帮助。

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    Eric、您好!

    感谢您耐心等待。 明天我将回复您关于该主题的问题。

    此致、
    埃森·加洛韦

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    Eric、您好!

    感谢提供详细的测试结果。 这是一种奇怪的现象。

    我看到充电器为 VAC_DPM。 VAC_DPM 可能会阻止 VAC 上的电压源完全耗尽。

    我有几个问题可以帮助我们对此进行调试:

    • 您能将原理图发送给我吗?
    • 当您将寄存器17设置为0x18以停止充电时、您在 VAC 上看到的电压是多少?
    • 是否有任何可能馈入 VAC 的电压源? 例如、VAC 上是否具有一组大电容器?

    此致、
    埃森·加洛韦

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    Ethan

    我将附上原理图的屏幕截图。 如果效果更好、我也可以根据要求附加.schdoc。 当寄存器17设置为0xC8时、VAC 上的电压在几毫秒内降至~0V。 如原理图中所示、VAC 线路上的输入滤波器电容为220uF。 输入 VAC 由电感式无线充电器供电。  

    谢谢!

    Eric

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    还有一些新信息。 我们发现、此问题似乎仅在我们的电池电压在~20.5V 和~23.24V 之间时才会出现

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    Eric、您好!

    我有另一个测试思路。 可能是通过 FET 的电压泄漏?

    您能否在发生故障的单元上测量从 BAT 到 VAC 的电阻?

    在仅插入 VBAT 的情况下、如果寄存器17 = 0xC8时发生故障的单元、VAC 上的电压是多少?

    另外、我还要查看您的原理图、可以看到 REGN 通过10Ω 电阻器连接到 DRV_SUP。 如果使用内部栅极驱动、我们通常建议将 REGN 直接连接到 DRV_SUP。 如果您短接 R71、那么故障器件是否有任何变化?

    此致、
    埃森·加洛韦

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    Ethan

    HIDRV 和 LODRV 接通 FET。 它们上有一个非常低的占空比 PWM。 VAC 到 BAT 的电阻在关断时为32M Ω、在导通时可变。 仅连接 VBAT 且寄存器17 = 0xC8为6mV 时的 VAC 电压。 我们为 REGN 至 DRV_SUP 使用了以下示例(来自 TI 提供的计算器和设计文档)。 当 R71短接时无变化。 下面说明了我们所遇到的问题是否有帮助。 我们现在可以在所有 CCA 上看到这一问题、这只能在电池的特定电压水平下明显发现、并且每个 CCA 都具有基于 R166容差的略有不同的窗口。  

    问题说明

    当接收器未与电源发送器对齐或电源发送器关闭时、无线电源接收器 LED 将保持亮起状态。  然后、必须通过电池为接收器 LED 供电以降低 SOC、并且可以让客户看到。

    诊断

    在 BQ25756充电器 ASIC 中对寄存器进行了评估、并进行了 MOSFET 测量。  经证实、在这种情况下、即使没有电源驱动充电器、充电器 MOSFET 也在开关。  

    当处于故障状态时、寄存器0x21 (充电器状态1)设置了位5、该位是输入电压调节状态。  两种情况可能会导致设置 VAC_DPM 或 VSYS_REV 该位。

    当‘re器在"反向"模式下运行时、会发生 VSYS_REV、这会从电池降压/升压到输出。  在寄存器0x19中‘re了 EN_REV (位0)设置为0、并且读取寄存器确认其为0、这意味着禁用了这种"反向"模式。

    VAC_DPM (输入电压动态电源管理)会使充电器降低输入电流、以减少输入电压的下降。  该调节的控制输入是 ACUV (输入电压欠压引脚)、它具有双用途、可为 DPM 和欠压检测提供输入。

    结果发现、如果进入 DPM 状态、则充电器会将输入电流降低至0A、以便将输入电压调节至 DPM 设定点。  然而、这通常是可以的、当降压稳压器运行时、它实际上是对源极的升压稳压器(对源极进行升压、对输出进行降压)。  系统达到平衡、此时充电器将输入电流降至0、而寄生输入增强功能将 ACUV 引脚保持在 ACUV 阈值以上。  稳压器将一直在这种情况下运行、从而为无线电源接收器供电。

    欠压阈值的标称值计算为21.43V、在此范围内稳压器将按预期关断。  DPM 阈值计算结果为标称23.57V、这会使输入电流调节达到或低于该值。  如果输入电压调节正在运行且电源被移除、开关就会为输入提供足够的升压、使输入保持在21.43V 欠压阈值以上。  无法通过软件禁用 DPM 功能。  只能通过将 ACUV 引脚连接到输入电压(VAC)来禁用它、这也会禁用板载交流

    我认为、一个很大的线索是电路只有在 VBAT 介于~21.5V 和~23.5V 之间时才会进入该状态。 当超出此范围时、我无法使 CCA 进入失败状态。 在失败状态下、可以看到以下内容

    Q19引脚8

    Q19引脚2

    Q19引脚4

    Q19引脚5

    Q20引脚4

    Q20引脚2处于低电平

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    Eric、您好!

    感谢您的详细分析。 我将对此进行探讨、并在本周晚些时候与您联系。 感谢您耐心等待。

    同时我还有一个问题。 您是否尝试过 ABA 交换? 换句话说、如果您从损坏的电路板中取出 IC 并将 IC 放入良好的电路板、好的电路板是否仍能工作? 如果您从良好的电路板中取出 IC 并将其放入不良电路板、不良电路板是否仍然会出现故障?

    此致、
    埃森·加洛韦

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    Ethan

    我们即将尝试 ABA 交换、当时我们发现所有 CCA 实际上都进入故障状态、只是在略微不同的电池电压窗口、而且我们还发现"不良"CCA 在大多数电池 SOC 阶段都正常工作、我们根据  R166的实际电阻确定"故障窗口"发生变化。 即使容差为1%、这也意味着 电阻可能变化至3.16K、并且这会改变启用电路上 DPM 模式的 SOC 电平。 因此、在作出上述解释后、简单的答案是、我们决定、在时间上有限制和努力执行 ABA 交换并非明智之举。 由于产品交付的时间限制、我们实施了一项软件更改来监控 REG 19位5、并且如果处理器检测到1并持续3秒、 它将 REG 17设置为0XC8、然后恢复为0xC9、这可以解决95%用例的问题、并且我们实施了另一个软件"补丁" 、在处理器断电之前关闭 VAC 电源电路、从而解决我们在另3%的用例场景中的问题。 系统仍有2%的机会进入此状态、并且将在24小时后禁用此计时器。 由于时间限制和客户需求、我们正在通过放置我们自己的输入源监控和控制充电使能线路来实施电路变更以绕过 ACUV 和 DPM 功能;但是、对于将来使用此组件、我仍然对 TI 解决此问题的解决方案非常感兴趣。 除非有 TI 解决方案、否则我们可能不会再次使用此组件。 感谢您继续与我们合作寻找解决方案。

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    Eric、您好!

    感谢您的更新并感谢您的参与。 我以前从未见过类似这样的内容、而且无法在实验中复制您的结果。

    顺便说一下、我再次浏览了您的原理图、找不到 VAC 引脚的电容器。 我们通常建议在 VAC 引脚上安装1uF 电容器、以滤除噪声并稳定芯片的电源。 这个电容器是否在电路中? 如果未安装此电容器、安装该电容器是否可以修复该行为?

    当此电阻器大于5k Ω 时、我还建议将 RC 滤波器与 ICHG 电阻器并联。 但是、此 RC 滤波器不应影响输入分压器。

    此致、
    埃森·加洛韦

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    Ethan

    我决定不添加1 μ F 旁路电容器、因为我认为我们应该非常安全、因为正如您在下面看到的、100 μ F 钽输入滤波电容器在 VAC 引脚的300密耳以内。 话虽如此、我将添加1uF 旁路电容器并相应地更新此帖子。 我怀疑它不会有太大变化、因为它主要会滤除高频噪声。 我们正在使用的感应式无线充电器确实具有~400uF 的输出滤波器电容、但用大约2英尺的12AWG 导线隔开。 您是否认为此电容会使 VAC 线路保持足够长的时间来产生此状态? 如果是这种情况、为什么只在电池处于特定的 SOC 窗口时才会出现这种情况? 是否有办法永久禁用 DPM 模式? 如果我们可以永久禁用此模式、它将解决我们的问题、并且我们不需要 DPM 模式、因为我们的输入源得到了良好的调节。

    谢谢!

    Eric

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    在引脚33和 PGND 之间安装1uF 对症状没有影响。

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    Eric、您好!

    感谢您讲解400µF 电容。 我已在设置的输入端添加了一个大电容器、并且我已成功在实验中复制您的结果。 我仍在调查这一点。

    我认为移除或减少这些400µF 电容器将消除升压-降压行为。

    您认为此电容是否足以使 VAC 线路保持这种状态? [报价]

    是的,我认为这是目前的罪魁祸首。

    是否有办法永久禁用 DPM 模式?

    无法禁用 DPM 模式。

    如果是这种情况、为什么只能在电池处于特定 SOC 窗口时才能使用? [报价]

    我在研究这个。

    此致、
    埃森·加洛韦

    [/quote]
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    Eric、您好!

    我发现还有几个可以阻止此行为的条件:

    • 远距离电容和充电器的 VAC 电容之间的二极管将阻止此问题。
    • 设置 EN_IAC_LOAD=1也会停止此情况。 不过、这可能对您的系统不太实用。

    此致、
    埃森·加洛韦

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    Ethan

    我们已经介绍了与 VAC 输入正极相一致的低损耗(0.4V Vf)肖特基二极管的概念。 我们关注二极管会产生的功耗和热量。 有关我们当前的解决方案、请参阅以下内容:


    除此之外、我们将 ACUV 连接到 VAC 并按如下方式更改 R167的值:

    这应该会绕过 DPM 模式、并且仍然允许我们通过在欠压条件下触发 NCE 来监控欠压情况。 如果您有任何其他潜在的解决方案、在不向交互式处理器供电并且不产生太多功率损耗或热量时仍然有效、我很乐意听到它们的声音。 否则、我会认为这已结束、并继续处理当前的应用。

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    Eric、您好!

    感谢您让我知道这一点。 我现在要将该主题标记为已关闭。

    我目前没有其他建议、但我仍在实验室中对此进行探讨。 如果有任何其他东西可以帮助您的系统、我会告诉您。

    此致、
    埃森·加洛韦