Hallo zusammen,
für ein Gestaltungsprojekt plane ich eine Schaltung, welche in möglichst
geringer Bauhöhe/Größe folgendes realisiert:
Kabellose Stromversorgung für ein Miniatur-LED-Panel.
Daher Akkubetrieb, aufgrund der geringen Bauhöhe und vergleichsweise
einfachen Handhabung habe ich einen Einzelzell-NiMH Akku ausgewählt.
Prinzip der Schaltung:
Ladespannungsversorgung per USB -> KSQ mit LM317 -> Laderegelung mit
BQ2002 -> StepUp mit LM2623 -> KSQ mit BCR401.
Dass das vom Wirkungsgrad eine mittlere Katastrophe ist, ist mir
bewusst, spielt für die "Kunst" aber eine untergeordnete Rolle.
Jetzt habe ich einen ersten Schaltungs&Platinenentwurf erstellt, und bin
bei der Inbetriebnahme auf ein Problem gestoßen, das ich mir zunächst
nicht selbst erklären kann.
Was bisher funktioniert:
KSQ mit LM317 liefert bei einer Eingangsspannung von 5VDC einen Strom.
Step-Up mit LM2623 liefert bei einer Eingangsspannung von 1,2VDC eine
Ausgangsspannung von ca. 8VDC.
Nun wollte ich die Temperaturabschaltung des BQ2002 testen, dabei ist
mir aufgefallen, dass die Schaltung um den Charge control output nicht
funktioniert, es zeigt sich folgendes Verhalten:
1. Anlegen 5VDC an VCC
2. nach etwa 1,5...2s leuchtet die Charge Status Indication LED, es
fließen ca. 150mA, langsam steigend bis 180mA
3. Erhöhen der Temperatur an TH2 führt zu Abschalten der LED, aber der
Strom fließt weiter, Akku wird also nicht durch Q1 getrennt.
Hier bin ich nun ratlos, woran das liegen kann. Ich habe dem CC-Pin auch
noch ein C nach Masse zum Entladen spendiert, das ändert leider nichts.
Aus dem Datenblatt:
Charge control output
An open-drain output used to control the charging current to the
battery. CC switching to high impedance(Z) enables charging current to
flow, and low to inhibit charging current. CC is modulated to provide
top-off, if enabled, and pulse trickle.
Nach meinem Verständnis:
CC: Charging enabled - high Z - R10 als PullUp schaltet Q1 durch.
CC: Charging disabled - low - Q1 abgeschalten.
-BATT und GND sind messtechnisch nachvollzogen nicht dauerhauft
verbunden.
Wo liegt mein Denkfehler? Oder hat der BQ einen Schaden? Hat jemand
Erfahrungen und oder Tips?
Bitte seid nachsichtig, ist meine erste Laderschaltung...
Freundliche Grüße und Dank fürs Mitdenken.
Peter M. schrieb:> 1. Anlegen 5VDC an VCC> 2. nach etwa 1,5...2s leuchtet die Charge Status Indication LED, es> fließen ca. 150mA, langsam steigend bis 180mA> 3. Erhöhen der Temperatur an TH2 führt zu Abschalten der LED, aber der> Strom fließt weiter, Akku wird also nicht durch Q1 getrennt.>> Hier bin ich nun ratlos, woran das liegen kann. Ich habe dem CC-Pin auch> noch ein C nach Masse zum Entladen spendiert, das ändert leider nichts.
Hast du dir CC mit dem Scope angeschaut? Deine KSQ sollte doch 300mA
liefern.
> Aus dem Datenblatt:> Charge control output> An open-drain output used to control the charging current to the> battery. CC switching to high impedance(Z) enables charging current to> flow, and low to inhibit charging current. CC is modulated to provide> top-off, if enabled, and pulse trickle.>> Nach meinem Verständnis:> CC: Charging enabled - high Z - R10 als PullUp schaltet Q1 durch.> CC: Charging disabled - low - Q1 abgeschalten.>> -BATT und GND sind messtechnisch nachvollzogen nicht dauerhauft> verbunden.
Wenn Q1 abschaltet, und damit -BATT und GND trennt, was glaubst du sieht
dann der BQ2002 an seinem BAT Eingang? Ich denke du brauchst einen
Hi-Side Schalter.
Hallo,
Kinzig schrieb:> Hast du dir CC mit dem Scope angeschaut?
hab ich eben gemacht, CC ist durchgängig bei 5V, auch nach Abschalten
der LED weil Th2 erhitzt wurde.
Kinzig schrieb:> Deine KSQ sollte doch 300mA> liefern.
Den niedrigeren Strom habe ich zunächst auf Ri von Akku und RDSon des
FET geschoben. Habe nochmal nachgerechnet, theoretisch müsst selbst da
mehr fließen.
Kinzig schrieb:> Wenn Q1 abschaltet, und damit -BATT und GND trennt, was glaubst du sieht> dann der BQ2002 an seinem BAT Eingang? Ich denke du brauchst einen> Hi-Side Schalter.
Darüber habe ich überhaupt nicht nachgedacht. Sollte das nicht aber
für die thermische Abschaltung irrelevant sein?
Peter M. schrieb:>> Kinzig schrieb:>> Wenn Q1 abschaltet, und damit -BATT und GND trennt, was glaubst du sieht>> dann der BQ2002 an seinem BAT Eingang? Ich denke du brauchst einen>> Hi-Side Schalter.>> Darüber habe ich überhaupt nicht nachgedacht. Sollte das nicht aber> für die thermische Abschaltung irrelevant sein?
Im Datenblatt gibt es noch folgende Passage:
Low-Power Mode
The IC enters a low-power state when V BAT is driven above the
power-down threshold (V PD ) where V PD = V CC - (1V ±0.5V)
Both the CC pin and the LED pin are driven to the high-Z state. The
operating current is reduced to less than 1μA in this mode. When V BAT
returns to a value below V PD , the IC pulse-trickle charges until the
next new new charge cycle begins.
Das könnte zu folgendem Zyklus führen:
Q1 aus => V BAT > V PD => low-power state => CC high-Z => Q1 ein
Nimmt den C and Pin CC wieder weg, und schau CC nochmal mit dem Scope
an. Vermutlich sind die 150mA der Mittelwert von schnell
ein-/ausgeschalteten 300mA.
Hallo nochmal und Danke fürs Mitdenken!
Kinzig schrieb:> Nimmt den C and Pin CC wieder weg, und schau CC nochmal mit dem Scope> an. Vermutlich sind die 150mA der Mittelwert von schnell> ein-/ausgeschalteten 300mA.
leider nein, der CC Pin zeigt keine Regung und klebt an 5V.
Muss nun mal überlegen wie ich hier weitermache.
VG
Dann überlege nicht lange, bau die Schaltung auf Hi-Side Schalter um.
Der Chip wird dir für eindeutige Verhältnisse am BAT Eingang dankbar
sein.
Laut Datenblatt soll die Quellenimpedanz für die V BAT Messung >200 kOhm
sein. R8 sollte also deutlich vergrößert werden.
Hallo,
Kinzig schrieb:> Dann überlege nicht lange, bau die Schaltung auf Hi-Side Schalter um.> Der Chip wird dir für eindeutige Verhältnisse am BAT Eingang dankbar> sein.
gesagt getan. Zwischenzeitlich habe ich noch die LED-KSQ bestückt und
getestet, da gibt es ja nicht viel was schief gehen kann.
Nach Umbau auf High-Side-Switch zeigt sich das grundlegend gleiche
Verhalten, ausgiebiger testen kann ich leider erst später.
Kinzig schrieb:> Laut Datenblatt soll die Quellenimpedanz für die V BAT Messung >200 kOhm> sein. R8 sollte also deutlich vergrößert werden.
Das habe ich schonmal überlesen im DB...das wird der nächste Schritt,
bringt das auch nichts, werde ich mal einen neuen Regler verbauen,
vielleicht habe ich dem beim Testen mit Lastwiderstand statt Akku eine
verpasst...
vielen Dank für die ratkräftige Unterstützung bis dahin!
Hello again, krankheitsbedingt kam ich erst die Woche wieder zum Testen.
Offenbar hatte der CC-Ausgang des BQ2002 selbst einen Schaden, so dass
er nicht mehr nach GND ziehen konnte. Nach dem Austausch klappt das
jedenfalls, mit dem Oszilloskop ist am CC-Pin nun eindeutig
Trickle-Charge zu erkennen, das Timing scheint auch zu passen.
Beim "Einschalten" oder "Akku tauschen" lädt er kurz (erkennbar an der
Stromaufnahme), ich vermute das ist der "Voltage Termination Hold-off",
dann erleuchtet die LED und er geht wieder in den Trickle Modus.
Das ließ mich vermuten, dass hier nochwas im Argen ist
Peter M. schrieb:> Kinzig schrieb:>> Laut Datenblatt soll die Quellenimpedanz für die V BAT Messung >200 kOhm>> sein. R8 sollte also deutlich vergrößert werden.
Es erweckt den Anschein, dass Fast-Charge aktiv ist, aber aufgrund
falscher Messung der Zellspannung (Einzelzelle) nicht geladen wird.
Denn bei Erhöhung der Temperatur am Messfühler geht die LED aus, was
bedeutet, der IC ist nicht im Inhibit Modus, denn dann wäre der
LED-Status eingefroren. Außerdem ist INH hart auf LOW.
Eine Variation von R8 (270k, 560k, 2k2) hat an dem Verhalten nichts
geändert...Obwohl VBat<2V ist, wird nicht geladen.
Nun muss ich erstmal weiter, werde weiter drüber nachdenken, vielleicht
kommt was bei rum...
Dass einfach die Polarität des CC (warum auch immer, China Fake oder,
...) andersherum ist glaube ich auch nicht, das passt nicht zum
Trickle-Verhalten und zum Verhalten der LED...Mhpf.
So, nun läuft es. Die Ursache des zuletzt noch fehlerhaften
Ladeverhaltens ist mir ein bisschen peinlich und auch nicht das erste
mal passiert...
Habe das falsche Datenblatt konsultiert, da fehlte eine wichtige Info.
Es liegt hier vor mir der BQ2002_T_, als Datenblatt hatte ich die
Version des bq2002_D_.
Hier wird die Auswertung der Zelltemperatur etwas anders gemacht,
entsprechend war mein Spannungsteiler falsch dimensioniert. Nach
Anpassung von R11 funktioniert die Übertemperaturabschaltung wie gewollt
und die Zelle wird geladen.
VG und bis später
Peter
BQ2002.png
(23 KB)
