[参考译文] BQ25756：温度高于预期

您好、Maximillian、

仅使用6A 充电电流即可达到170°C 的行为并非预期行为。 我有一些问题和测试建议可以帮助我们对此进行调试：

• 如果可能、您能将您的原理图/布局发送给我吗？
• 您是否可以获取 LODRV/HIDRV 和 SW 的示波器捕获？
• 使用具有更高 DCR 的电感器时、您是否会看到电感器性能发生变化？
• 可以测量 REGN 和 DRV_SUP 电压吗？

此致、
埃森·加洛韦

感谢您的回答。

e2e.ti.com/.../Archiv.zip 这是原理图和布局文件。

以下图像是在3A 充电电流下拍摄的、是在 MOSFET 的栅极引脚上测量的。

这是 LODRV1。

这是 HIDRV1。

这是 LODRV2。

我丢失了 HIDRV2的图像。 我只记得它一直是"高"。

无法使用其他电感器进行测试。 你有什么建议购买和测试?

很遗憾、我本周在度假、因此我只能在下周提供 REGN 和 DRV_SUP 数据。

我希望这些信息已经对您有所帮助。

最大值

您好、Max：

感谢您提供新信息。 我将在本周晚些时候讨论一下、然后回复给您。

此致、
埃森·加洛韦

您好、Max：

以下是我对原理图和一些测试建议的想法：

• 如果降低开关频率、电路行为是否有所改善？
• BTST 电压看起来是否正常？
• 如果您更换 IC、电路行为是否会发生变化？

原理图看起来不错。 顺便说一下、电路在充电器的输入和输出端具有1320µF 电容？ 这可以正常工作、但可以通过减小此电容来节省 BOM 成本。

布局看起来很好。 顺便说一句,我不会把 HIDRV 和 LODRV 安排得如此接近彼此。 HIDRV 的基准为 SW、LODRV 以 GND 为基准。 不过、我认为这不会对电路性能造成重大影响。

此致、
埃森·加洛韦

尊敬的 Ethan：

-我认为电路得到了一点更好的100k 而不是57k6引脚36。 以7A 充电时、电感器温度的上升速度比之前慢。 但它仍能在~1.5分钟内达到100°C、并继续增加。

-在充电过程中,我在下面附上了一些图片。

-我尝试使用同一设计的两个不同的 PCB。 两者的行为相同、因此我认为它不是一个不良组件。

我不确定我需要多大的电容、并在第一次尝试时想到有足够的电容对我没有什么伤害。

订购 PCB 后、我还注意到 DRV 线路的布线"不良"。 建议布线之间的厚度/宽度和距离是多少？

BTST1 2A 450kHz

BTST2 2A 450kHz

BTST1 7A 300kHz

BTST2 7A 300kHz

e2e.ti.com/.../20250206T113623.MP4

此致、

最大值

您好、Max：

感谢您提供新信息。 明天我会回顾你们的结果。

顺便说一下、BTST 电压看起来正常。 您捕获的最后一个图像捕获了 BTST2上的时钟抖动、这是预期行为。 时钟抖动对电池充电器系统来说不是问题。

此外、是否为 DRV_SUP 使用外部栅极驱动器？

此致、
埃森·加洛韦

尊敬的 Ethan：

是的、我在 DRV_SUP 上使用 LMR38015SQDRRRQ1降压电路的5V 输出。 我是否应该尝试断开连接？ 5V 输出可能不是最平滑的。 到目前为止、ESP32不成问题、因为其3V3输入电压由额外的 LDO 进行调节。 DRV_SUP 直接连接到5V 降压输出。

此致、

最大值

您好、Max：

感谢您提供新信息。

我有几个建议:

• 您能否再次测量 LODRV 上的信号以确保这些信号正常？ - LODRV 之前的信号看起来不是很好。 我认为 DRV_SUP 上存在不良的电压可能是问题所在。
  
  
• 您是否可以将外部栅极驱动电源增加到7V 或10V？ 这可能有助于降低导通损耗。
• 此外、您是否可以使用示波器测量 DRV_SUP 上的电压、以确保电压正常？
• 您能否将开关频率降低至200kHz？ 这可能会进一步改善系统热性能。

Unknown 说：

建议线迹之间的厚度/宽度和距离是多少？

HIDRV、LODRV 和 SW 布线必须至少为20mil。 SW 是 HIDRV 的返回路径。 因此、HIDRV 和 SW 需要彼此靠近布线。 GND 是 LODRV 的返回路径。 因此、LODRV 和 GND 需要彼此靠近布线。

此致、
埃森·加洛韦

尊敬的 Ethan：

在下面的图片中,我做了一些更多的测量。 我注意到、在充电5A 到7A 之间、LODRV1方面存在巨大差异、并且 DRV_SUP 中的尖峰也大得多。 我不知道这可能是原因/问题。 根据 PSU、DRV_SUP 在空闲时以及充电期间在25mA 周围消耗2mA。

我无法轻松地从300kHz 更改为200kHz、因为我目前没有所需的200k Ω 电阻器。 我可以尝试使用两个100kOhm 电阻器破解一些东西、但我不认为有必要、因为450kHz 和300kHz 之间的差异没有显示出大规模的改进。 如果您认为这仍然可以造成所需的影响、请告诉我、我将试用该器件或订购200k Ω 电阻器。

我希望这些图片对您有所帮助。 如果您还有其他需要、请告诉我。

此致、

最大值

LODRV1 5A 300kHz、DRV_SUP 上具有内部5V

LODRV2 5A 300kHz、DRV_SUP 上具有内部5V

 电流为5A 时的内部5V DRV_SUP

LODRV1 5A 300kHz、DRV_SUP 上具有外部7V

 5A 时的外部7V DRV_SUP (KORAD KWR103 PSU)

LODRV1 7A 300kHz、DRV_SUP 上具有外部7V

 7A 时的外部7V DRV_SUP (KORAD KWR103 PSU)

您好、Max：

感谢您提供新信息并感谢您完成所有这些测试。

DRV_SUP 上确实有很多噪声。 我认为这个电容器可能很糟糕。 您可以向我发送 DRV_SUP 电容器的器件型号吗？ 您是否看到 DRV_SUP 上电容约为10µF 的较高信号的差异？

我建议使用7V 或10V 的外部栅极驱动电压。 充电器将需要该电阻来降低大电流时的热损耗。

您是否有电流探头来顺便测量 IBAT？ 在同一图上查看 SW、LODRV、IBAT 和 VBAT 可能会很有用。

此致、
埃森·加洛韦

尊敬的 Ethan：

您是否有关于 MOSFET 的其他建议？ 由于芯片的额定电流为20A、因此我假设您有一些测试设置、其中的 MOSFET 能够提供20A 电流。 根据 Excel 计算器文档(https://www.ti.com/tool/download/BQ25756-DESIGN-CALC)、即使在200kHz 时、SIR880BDP-T1-RE3也会变得太热、但我发现的所有其他 MOSFET 的性能都更差。

这也与我在测试 NTMFS6H800NT1G 时观察到的结果相符。 计算器表明、它的 MOSFET 损耗大约是 MOSFET 损耗的两倍、我估计它的升温速度大约是 SIR880BDP-T1-RE3的两倍。

此致、
最大值

我已经尝试过添加中小型无源散热器、以提高 MOSFET 顶部和 PCB 底部的热性能、但遗憾的是、结果还不够。 我的目标是将温度上升幅度保持在50K 以下

正如我之前发布的那样、BSC033N08NS5SC 的性能预期只比 SiR880BDP 高50%、但允许金属直接接触散热器。 我不确定这是否足以抵消理论上高出50%的功率损耗、您对此有何看法？

我还考虑使用由内部驱动器控制的外部 MOSFET 驱动器。 这样、即使 MOSFET 具有更高的栅极电容、也可以切换具有更大封装尺寸和更低 R_DS (on)的 MOSFET (均可减少 W/mm^2)。 我正在考虑的一个选项是 UCC27714。 但我担心 HIDRV 电压可能对于 UCC27714输入过高。 使用一个简单的分压器将电压置于外部驱动器可接受的范围内是否可行？

此外、对于可能发挥此功能的其他外部 MOSFET 驱动器、我愿意接受相关建议。 如果有其他充电器 IC 可能更适合我的要求、我也非常感谢您的建议。

期待您的见解！

此致、
最大值

您好、Max：

感谢您提供新信息。 我还有一些建议和问题：

• 您是否在您的电路中尝试过 SIR680LDP？ 它的 RDS (ON)低于 SiR880BDP。
• 是否可以在您的应用中并联使用两个 BQ25756？
• 可能很难实现低于50K 的温升。 您目前在 FET 上看到的温度是多少？

[报价 userid="630359" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1466595/bq25756-higher-temperatures-than-expected/5693726 #5693726"]正如我在之前发布的那样、BSC033N08NS5SC 的性能预期只比 SiR880BDP 高50%、但它允许金属直接接触散热器。 我不确定这是否足以抵消理论上高出50%的功率损耗、您对此有何看法？

我不确定直接金属接触散热器是否值得。 50%的降级幅度听起来非常高。

Unknown 说：

使用一个简单的分压器将电压控制在外部驱动器可接受的范围内是否可行？

我不建议使用外部栅极驱动器。 BQ25756的栅极驱动器可输出100%占空比。 大多数外部栅极驱动器不支持100%占空比、并且转换器将无法在此处正常工作。

此致、
埃森·加洛韦

尊敬的 Ethan：

[报价 userid="454523" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1466595/bq25756-higher-temperatures-than-expected/5695077 #5695077"]

• 您是否在您的电路中尝试过 SIR680LDP？ 它的 RDS (ON)低于 SiR880BDP。
• 是否可以在您的应用中并联使用两个 BQ25756？
• 可能很难实现低于50K 的温升。 您目前在 FET 上看到的温度是多少？

[报价]

-我没有尝试他们,但根据 Excel 计算器,他们也表现更差。 (随附屏幕截图)

-理论上,这是可能的,但我希望使用他们的完整20A。 我只需同时发送相同的 I2C 命令就可以同步它们？ 此外、当芯片地址被固定时、我还需要两条独立的 I2C 线路。 同时使用两个单独的充电器是否存在任何其他潜在的安全问题？

-我不是完全确定这一点,因为我现在正在测试许多不同的设置。 但在~电流为15A 时、我会快速达到 V φ 150°C。 我认为,如果我让他们运行,他们只是燃烧. 我不知道10A 的数字、但它肯定也高于100°C。

[报价 userid="454523" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1466595/bq25756-higher-temperatures-than-expected/5695077 #5695077"]我不确定与散热器直接接触金属是否值得。 50%的差值听起来相当极端。

好的、很好知道。

[报价 userid="454523" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1466595/bq25756-higher-temperatures-than-expected/5695077 #5695077"]我不建议使用外部栅极驱动器。 BQ25756的栅极驱动器可输出100%占空比。 大多数外部栅极驱动器不支持100%占空比、并且转换器将无法在此处正常工作。[/报价]

好了、我认为两个充电器会是更好的选择。

此致、

最大值

您好、Max：

Unknown 说：

-我没有尝试过,但根据 Excel 计算器,他们的表现也更差。 (随附屏幕截图)

感谢您让我知道这一点。 我将介绍它。 我认为 SiR680LDP 衰减情况会更好。 大多数损耗似乎是导通损耗和 SiR680LDP 具有比更好的导通特性 SiR880BDP。

[报价 userid="630359" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1466595/bq25756-higher-temperatures-than-expected/5696488 #5696488"]-理论上这是可能的、但我希望使用它们的全部20A。 我只需同时发送相同的 I2C 命令就可以同步它们？ 此外、当芯片地址被固定时、我还需要两条独立的 I2C 线路。 同时使用两个单独的充电器是否存在任何其他潜在的安全问题？[/QUOT]

您需要使用 I2C 多路复用器同时与两个充电器通信。 您可以使用外部时钟信号同步开关。 充电器将很好地在恒流模式下工作。 不过、您需要确保充电器的终止电压较低。 这将确保充电器不会在开关上振荡、因为两个充电器同时达到终止电流。

此致、
埃森·加洛韦