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bq2004搭建的镍氢电池快速充电电路无法持续充电问题

benben野人
Prodigy 171 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ2004

老师好，我用bq2004搭建了一个镍氢电池的快速充电电路，给10节镍氢电池充电，快充电流最大为2.25A，电路如图所示。现遇到一个问题，就是电路开始对电池进行快速充电后，很快就跳到充满的状态了（不管电池是否充满），完全断掉且无涓流充电电流，现将我的一些排查和分析详列于下：

1、快速充电模式持续时间很短，均未超过封锁时间，所以可能是由于温度变化率、最大电压、最大温度引起的快速充电终止；

2、电路中热敏电阻部分接入了6.2K定值电阻，可以保证任意时刻UTCO<UTEMP<ULTF,所以感觉应该是由于最大电压引起的快速充电终止；

3、用万用表测得UCEL（TAB脚和SNS脚之间的电压）均保持在2-4V之间，属于正常范围，分析至此再没思路了，感觉可能引起快速充电终止的因素都排除了；

4、使用示波器检测MOD引脚波形，发现快速充电时的PWM输出频率只有14KHz左右，并不是300KHz，不知道是什么原因引起，也不知道是不是这个问题引起的快速充电终止；

5、电路是根据DV2004S1的电路设计的，手头没有MTP23P06V这款PMOSFET，公司又库存了较多的IRF4905，就用IRF4905代替了，同时用AO4606的N管代替了2N7000，我有查过这两款管子的资料，开关频率应该是可以满足应用的，这个有影响吗？

三天了实在找不到问题在哪了，希望TI的老师帮忙分析一下，有做过的同行也麻烦指点下，谢啦！

  • 0
    Prodigy 171 points

    今天依旧不行，实在没办法买了MTP23P06V这款PMOSFET，准备替换看看，在线等回复~~~

  • 0
    Intellectual 765 points

    第一位见解

    IC 外围有问题或者是IC被保护了
    在大电流的时候可能引起的异常
    典型的是温度
    又说开关频率只有14K
    那么开通时候必然很慢
      重点还是保护部分
    外围参数选择上要仔细去核实
    特别是涉及到与保护相关d
    频率为什么不正常  要找到频率相关的部分去检查原件是不是正确
    不能随便放个参数就去开电

    第二位见解应该是他的MOS极性的问题，

    1.只能从这个方面去看NTC 应该用10k的，我觉得他这个问题应该是温度检测不对保护了，再有就是要看下是不是他MOS极性搞错了，如果原本是PMOS 用成NMOS的话在大电流的时候，MOS会发热很厉害，电流也会非常小，也会很快关掉.

    2.这里这个东西感觉搞错方向了

    3.连在Q3这里这个二极管最好是去掉，不然的话这里根本就没法控制MOS开关动作，也就是失控了

    4.他说的一下子关掉，应该是电流一点点减小，那并不是管子开通了，是管子受感应电压打开了，随着时间推移管子渐渐关闭，也就出现了充电结束的假象

    5.这是因为Z7造成的，叫他去掉这个二极管试试，因为这样这个二极管的存在，这条路没法拉到低电平，Q2是没法维持导通的

    6.因为Z7的存在，就把控制信号截断了，Q2是没法打开的

    7.

    因为一般电池控制的IC都是很多很死的东西，没多少可变性，只要你外围按照他手册要求参数不出大错，一般是不会出状况的，其实就是控制通断状态，再加上电池电压检测，温度检测，就没啥了
  • 0 回复 wu nan
    Prodigy 171 points

    感谢wu nan 回复

    NTC选择6.2K是因为TCO端分压电阻没有特别合适的，所以NTC也随之调整到了6.2K，用万用表测得TS端电压是符合手册要求的

    MOSFET的选择没有错误，Q2为P沟道，Q3为N沟道

    Z7是个5.1V稳压管，目的是钳位Q1基极电压，应该没有影响

    我可以确定是IC关断了快速充电，并不是一点点的电流减小，我使用试验电源可以观测到电流的变化，而且使用示波器监测到MOD的输出在快速充电关闭的情况下确实保持低电平，没有波形输出

    bq2004的频率不是内部振荡器产生的吗？手册上没说可以通过外围器件调整啊

    还有我监测到大电流充电的时候纹波很大，有1V多，这个正常吗？是不是因为这个原因造成的最大电压退出呢，但是这个纹波要怎么控制呢？滤波电容和电感的选择我都是按照官方的应用参数选择的

  • 0 回复 benben野人
    Intellectual 765 points

    我知道那个是个钳位管，但是钳位管接法不是那样接的

    去掉试试那个稳压管
    低压mos十几V的栅极电压不会损害
  • 0 回复 wu nan
    Intellectual 765 points

    按照那个控制逻辑分析一下，如果有那个稳压管在，芯片关掉的时候，只能拉到5V不能拉到地，

  • 0 回复 wu nan
    Intellectual 765 points

    他的电流检测回路好像有问题

  • 0 回复 wu nan
    Prodigy 171 points

    确实不能拉低到地，但是由于输入端有20几V，所以可以保证VGS应当在-15V以上，可以保证IRF4905完全导通的，这个管子没问题，我短掉还是一样的情况。

  • 0 回复 wu nan
    Prodigy 171 points

    电流检测电路什么问题呢？

  • 0 回复 wu nan
    Intellectual 765 points

    1.让他注意下 4.5 脚好像是控制快速充电的

    2.这两个脚是设置充电时间的，叫他看下有没问题

     

    3.他这个接法我觉得有问题

  • 0 回复 wu nan
    Prodigy 171 points

    TM1和TM2都接地，选择c/4的充电速率，360min的安全充电时间，137s的闭锁时间，没有补充充电和涓流充电，有问题？关键是他就不能正常充电，不是说充电设置问题，这9种设置方法我都试过了，没用的。

  • 0 回复 wu nan
    Intellectual 765 points

    我和他要qq,，加我1132875282

  • 0
    Expert 1701 points

    我觉得应该从这句话里理解：

    MOD Charge current control output
    MOD is a push-pull output that is used to
    control the charging current to the battery.
    MOD switches high to enable charging current
    to flow and low to inhibit charging
    current flow.

    MOD脚本身是作电流限止用的，在你参考的电路中，是作为PWM来使用的，这是一种非“常规”使用-------我没有仔细看datasheet 。如果是非常规使用。应该注意的它的定时部分参数是否合适。

    你提到300K频率，象这个电路，工作在100K已经很不错了，根本不可能工作那么高的频率。

  • 0 回复 TX dong
    Prodigy 171 points

    感谢TX dong1回帖

    bq2004的恒流控制机理就是用采样电阻反馈电流信号，然后通过这个反馈调整PWM的占空比，从而控制充电电流大小的，所以这样的用应该属于常规用法

    300K是手册给出的，不是我外围设定的呢

  • 0
    Prodigy 171 points

    刚刚将IRF4905更换为MTP23P06V，将AO4606更换为2N7000，问题依旧，附TI官方模块电路

  • 0 回复 benben野人
    Expert 1701 points

    这款2004没用过，但从其它充电芯片看，象Vbat引脚的电压，在一般分压为 节电池，而你的10节电池在1.3V时，Vbat = 2.587V，不知道会不会是这个电压的问题？

  • 0 回复 TX dong
    Prodigy 171 points

    bq2004的VBAT引脚引入的是两节电池的电压，所以这个值应该差不太多的

  • 0
    Prodigy 171 points

    这张图的波形是小电流预充电时TAB+（电池正极）端的波形，这个波形好奇怪，是由于什么引起的呢？是不是电感的问题？我之前选用的工字型电感，后来改为贴片功率电感，基本没什么大变化。

    这张图是2.25A（充电电流控制还是比较准的）大电流充电时TAB+（电池正极）端的波形，峰峰值有2.6V，这样的波动对于大电流充电来说正常吗？

  • 0 回复 benben野人
    Prodigy 171 points

    两个月过去了，关于BQ2004的问题一直都没有解决，后来由于项目进度的原因，就放弃了这款芯片，采用的方案是单片机加恒流源的保守设计方案，现在出来的效果还不错，2A的充电电流，停充基本准确，由于选用的AD精度不高，所以负压采样周期增大到了66s，电池有些温热。问题解决了以后还是要回过头来再看BQ2004的问题，前两天我突然意识到了问题的所在，应该是因为我选用的9000mAh的电池容量过大，采用2A的充电电流时充电速率还不到0.25C，充了一会儿电池电压上升太慢，芯片会认为是电池故障而停掉快充。于是申购了一块4000mAh的NIMH电池，结果完全没有问题，停充也很准确，至此问题的原因算是找到了，想着帖子发了也不能不管，在这里说明下问题顺便结贴吧，感谢回复本帖的各位朋友。