[参考译文] TIDA-050047：针对具有 BQ25792充电器 IC 的 TPS25751S 总线控制器进行了更新

您好、Michael：

在 CV 模式下、充电电流应逐渐降低而不是上升。   如果 BAT 引脚仍连接到电池电芯、则电流和电压的移动速度不应像您的图所示的那样快。  电池组保护器是否可能正在打开和关闭？   

此致、

Jeff

一个有趣的想法。  我已经用两个不同的电池复制了这个,在每种情况下,他们在达到这个阶段之前都以恒定的2A 充电。  然后他们就会遇到此问题、直到他们达到电流不会在电池上产生电压纹波的点(或者至少这是我对电池停止的原因的假设)、直到电池达到电流切断点为止。  由于电池保护电路保持在2A、因此我不确定应导致其瞬间打开和关闭、从而使波形显示出来。

您好、Michael：

如果您将充电器降低到1.5A、您是否看到同样的问题？   

此致、

Jeff

好的、首先让我为您介绍一下这款产品的历史。  我正在研发第三代这种技术、与之前的两代产品相比、我们在这一领域拥有50K 以上的器件、全部使用完全相同的电池组。  前两代产品使用 TI 的 BQ24617充电器 IC、电源为19VDC 壁式。  不用说,我们以前没有看到任何这种情况。  话虽如此、我挖了一个之前退回的电池组、该电池组是由于热敏电阻连接故障而退回的。  我绕过了保护电路、并将它连接到之前使用的同一充电器板。  虽然我不能说保护电路是否会加剧问题、但这绝不是唯一的原因。  此配置中再次出现了此问题。  当充电器尝试从恒流切换到恒压时、检测到的电压降似乎会导致其放电并重新启动序列。  然后、我对板进行了重新编程、以1A 充电电流进行充电。  在这种情况下、问题没有发生。  因此在我看来、从恒定电流到恒定电压输出(允许电压下降到足以触发充电周期)的转换点存在一个问题。  想法？

您好、Michael：

从恒定电流到恒定电压的变化不是数字开关、而是模拟转换。   状态/故障标志是否报告充电状态变为"终止"、然后恢复为"充电"？ 如果不针对双脉冲、则脉冲之间的时间接近 REG0x0A 中的最低再充电抗尖峰脉冲时间设置。 您的充电阈值是设置为默认值还是更接近320mV？  BQ24617是在2A 电流下充电、还是仅充电1A？  是否是电池电压(阻抗确实)在充电停止后放松、导致电压下降并重新充电？  

如果您使用 BQ25792EVM、是否会发生同样的情况？  如果您没有看到 EVM 的同样问题、那么您的 PCB 布局与 EVM 相比如何？  SYS 和 PMID 0.1uF 电容器必须放置在 IC 顶部、在没有过孔的情况下连接 PMID、SYS 和 GND 引脚。  如果没有放置 SYS 0.1uF 电容器、则开关噪声会耦合到 BATFET 电流检测放大器中、导致放大器测量错误的充电电流。 我不知道控制 CV 环路的 BATP 上的电压问题、但我无法解释充电器为什么在16.1V 时停止充电。  BATP 引脚上的电压看起来是什么样的？

此致、

Jeff

好的、首先我目前还没有办法查询充电器芯片的 I2C。  这遵循参考设计、且充电器芯片的编程由总线控制器处理。  就实际状态引脚而言、它会切换以充电完成、然后重新同步充电电流降至零、然后重新启动。  它不指示故障、因为该周期是随机的、同样与先前显示的波形同步。  之前几代产品的充电电流为2A、但有几代产品的充电电流为3A。  这不符合客户的充电时间要求。  我尚未设置在此配置中同时运行两个开发板、因此我无法回答该问题。  C6 (0.1uF SYS)和 C9 (0.1uF PMID)均位于顶部、以及充电器芯片。   

充电阈值是默认值、因为我看不到可以通过线路编程结构上的总线控制器 IC 对其进行调整、但我可能缺少一些东西。

"电池电压(阻抗确实)是否会在充电停止后放松、导致电压下降并重新充电？ " 是的、这正是我认为的、因为当它从恒定电流切换到恒定电压时、较低的充电电流不会产生如此大的压降。  我必须查看上一代产品、看看它是否具有更大的充电阈值、而这可以解释我们不会出现此问题的原因。

您好、Michael：

BQ24617充电阈值是50mV 乘以反馈分压器、即2x50mV。  它的抗尖峰脉冲时间更短、因此预计 BQ24617切换频率会更高。   

此致、

Jeff

实际上、上一代产品上的分压器串为680K 和100K、因此再充电阈值比我正在开发的当前设计更大、更像是0.39V。

好的、我让软件组将充电阈值从默认值更改为400mV、但我仍然看到这个问题、所以我要重新假设此问题的某种噪声问题可能是由布局中的某些因素引起的。  这里是我在此振荡/重启模式下拍摄的一些其他示波器截图。  顶部迹线为电流、底部迹线为 VBAT 引脚上连接到 C12 (100nF)的纹波电压。  电池充电电流设置为2A、如您所见、由于充电电流停止在~1.6A、这看起来在充电周期的恒压阶段内工作。

这是相同的示波器屏幕截图、但光标位于电压纹波上。

它放大显示了某种振铃、这种振铃似乎是关闭的原因或效果。

我们还在预合规性扫描上遇到了发射问题、所以我现在正在研究对芯片接地的改进。

这是当前布局的顶视图

还有一个4层电路板、2oz 铜。

看一下布局、这里是我当前实施的更改

在顶层、我修改了接地过孔、因此我能够获得从引脚27到芯片另一侧接地连接的接地流连接。  此外、我还希望将 C6和 C9移至更靠近 VSYS 和 PMID 上的芯片引脚的位置。  我还移动了 C29、使其直接脱离引脚5 Regen。

我将一组信号布线从第2层移出、以在芯片正下方获得更实心的接地平面

在底层、我将电感器与芯片置于电路板顶部的中心、使电感器下方的接地流过芯片。

对我能在当前的开发板上做些什么来解决奇数操作有什么想法、并对新的布局有什么看法？

谢谢！

您好、Michael：

新布局遵循 PMID 和 SYS 电容器放置建议、因此我希望 IINDPM 和 ICHG 调节符合规范。  到电感器的 SWx 覆铜/平面非常大、并在其下方直接接地。  这些覆铜/平面和 GND 形成一个脉冲电容器、使 EMI 发生偏斜。  

您的充电配置文件仍令人困惑。  我不明白充电电流为什么会如此缓慢地上升。  此部件不具有 ICHG 软启动功能。  REG0x1B-0x27中的状态和故障寄存器在这段时间内以及压降后立即报告什么？  斜坡表示 BAT 引脚和电池包电芯之间串联了一个可变电阻。  我怀疑电压突然下降是由于在充电进入终止状态时移除了固定串联电阻 x ICHG 产生的电压所致。

此致、

Jeff  

好的、我按照您的建议对电感器覆铜做了一些调整。  我已经获得了 Ardvark I2C 主机适配器、现在可以读取寄存器了。  我不知道如何对这些波形的不同部分进行定时灌入、但下面是有关寄存器所读出的内容的报告。  请注意、先前的点读数是在充电期间的恒定电流点为2A。  输入总线电压设为15V。

寄存器1Bh：在这种奇数模式下、在8FH 07h 和0Fh 之间抖动是在之前稳定在0Fh

在此奇数模式下、寄存器1CH 在70H 和10H 之间抖动。  之前稳定在70H

在该模式期间和之前、寄存器1DH 在01H 处恒定

在该模式及之前的模式期间、在00h 的寄存器1eh 常数

 在该模式及之前的模式期间、寄存器1Fh 常量为00h

在此模式期间、寄存器20H 在40h 和00h 之间抖动的时间在之前是恒定的00h

 在该模式及之前的模式期间、寄存器21h 常数为00h

该模式期间寄存器22h 常数为88h、之前是00h

该模式期间的寄存器23h 常数80h 之前为00h

REG 24h 常数 在期间及之前为00h

  在期间及之前寄存器25h 常数00h

在初始读取40h 之后的00h 期间、寄存器26H 在60H 和40H 之间反弹

寄存器27h   在期间及之前常数00h

由于存在 VBUS_OVP 指示、I 还可以读取 寄存器35h 并读取恒定38A2H、指示总线电压为14.498V

下面是 充电器芯片的引脚2和3上获取的电流与 VBUS 电压的宽波形

我进行了放大、看看是否存在一些我没有看到的高频尖峰、但看不到任何东西

我还再次检查了再充电阈值是否已设置为我请求的400mV、确实如此。  我将其设置为最大800mV、但这个问题没有真正发生变化。

您好、Michael：

因此您可以在 VBUS OVP、VBAT OVP 和 IINDPM (输入电流限制)和正常充电之间切换。  您可以通过 INT 引脚监控/触发、以了解 REG0x22至0x27中的故障何时跳闸。

您是否能够在同一示波器图上监控 ICHG 和 VBAT 以及 VBUS 和 IBUS？

此致、

Jeff

我尚未引出 INT 引脚、因此我必须查看是否可以通过导线连接该引脚。  另外、只有两个通道示波器、因此一次只能进行两次测量。

好的、所以不确定如何在 Int 触发时触发 Ardvark 主机适配器轮询寄存器、现在忽略该寄存器。  至于测量、我得到的是：

这是总线电流与电池电压之间的关系。  直流电流。

与测得的电池电压相同。

这里是总线电流与总线电压  

这里是充电电流与总线电压  

充电电流与   测得的电池电压电流间的关系

充电电流与电池电压间的关系

您好、Michael：

谢谢。  不幸的是,我仍然被骗了。  充电电流不应如此斜升。  我无法解释。  如果您使用模拟电池、例如4千万安的电源或电源|| eLoad set for CV、您看起来是否采用了相同的充电曲线？

此致、

Jeff