LTC4054做聚合物电池充电管理，现在遇到充不满和4054无法指示

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 11:44:12

本帖最后由 guxingganyue 于 2013-10-10 13:36 编辑

如题：最近做一个手持设备，要用到电池，最后选了聚合物锂离子电池和LTC4054做电池的充电管理。平时设备用电池供电，但当电池电量低时用户可以直接接外部电源
供系统使用，同时也给电池充电，就像手机一样。。。。

现在遇到如下问题：

1、电池是1800mAh的，充了12小时以上了还没有充满。现象：量电池电压是4.18V，4054的充电充满信号也没给我，即4054的1脚那里没有出现高电平；

2、我的电池电量管理不是很完善，当外部电源插入时AD采集到电池的电压会高0.1V左右，但马上把外部电源去掉后电池电压又下降0.1V左右，这样导致我的电池电量图标会抖动一下；

各位前辈看看我的电路有什么问题，上面的问题是哪里出了问题了呢？

下面是我的电源部分原理图：

由于早上发的图不是很全，现在把完整的图贴上。系统关机后我量过，没有接外部电源，我把电池那里断开，串一个电流表，电流为5uA。

电池充了12个小时，后面的电路是不工作的，只有前面的充电电路工作。后面的电源用mos切断的，本来这两个IC都是使能管脚，但是都不好使，最后直接用mos来切他们了。
所以说边充边放导致电池没有充满这个可能是没有的。

金牛AKI · 发表于 2013-10-10 11:49:13

没看出有啥不对的地方，建议参考别人的电路

68336016 · 发表于 2013-10-10 11:51:46

4054的1脚怎么接电阻到VCC？而不是到GND？

eedesign · 发表于 2013-10-10 11:54:31

2是正常的，充电和放电的时候，电池的电压会不一样，充电时候略高一点。解决办法是多次采样求平均值，或者在充电的时候做算法，因为，充电的时候是可以检测到正在充电的。

stanley.zhao · 发表于 2013-10-10 12:01:38

关于冲不满电的问题，应该是电池边充电，边放电的原因，具体我就无法透彻分析出来了，最简单的验证方式就是单独给电池充电，不让电池带负载。
我现在就是使用检测电压的方式来判断电池是否充满，没有使用CHG的状态

68336016 · 发表于 2013-10-10 12:11:06

stanley.zhao 发表于 2013-10-10 12:01
关于冲不满电的问题，应该是电池边充电，边放电的原因，具体我就无法透彻分析出来了，最简单的验证方式就是 ...

8成是这个，我之前用TP4056接上负载，边冲边放，也一样不会转灯

dreampet · 发表于 2013-10-10 11:44:13

边冲边放，所以充不满，TP4054检测的是充电电流，只有电流低于一定值才会转灯。
建议在电池输出处加个P-MOS做隔离，另外外接电源通过一个二极管接到升压IC的输出，并通过一个NPN控制升压IC的使能端。这样就不会有问题了，而且在外接电源接入时升压电路也不用工作了。

eedesign · 发表于 2013-10-10 12:27:55

最好是做power path吧

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 12:41:13

68336016 发表于 2013-10-10 11:51
4054的1脚怎么接电阻到VCC？而不是到GND？

手册上的意思就是这么接：

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 12:49:29

stanley.zhao 发表于 2013-10-10 12:01
关于冲不满电的问题，应该是电池边充电，边放电的原因，具体我就无法透彻分析出来了，最简单的验证方式就是 ...

你也用这个芯片？

目前看来，最好只检测电压来指示电量，不管哪个CHRG脚。

但是当电池充放电N次后电池充满后的电压是否会下降？

比如：我定义电池电压4.15V以上就显示充满，如果电池充放电多次，电池充满后电压是4.0V，以前定义的
4.15V电池显示满格，这样的话电池就永远显示充不满了？？？如果这个说法成立的话，为了不造成电池指示不满格问题，我们检测那个管脚就有作用了。

abc220 · 发表于 2013-10-10 12:51:07

边充边放引起的。

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 12:51:12

68336016 发表于 2013-10-10 12:11
8成是这个，我之前用TP4056接上负载，边冲边放，也一样不会转灯

系统不充电时，我量过，耗电5uA。这个电流不会对充电有影响吧？

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 12:56:14

dreampet 发表于 2013-10-10 12:24
边冲边放，所以充不满，TP4054检测的是充电电流，只有电流低于一定值才会转灯。
建议在电池输出处加个P-MOS ...

系统关机后耗电5uA

其实图中我省略了控制升压和降压IC的电路，这两块的电源输入直接用mos切的，即系统关机后，这两部分耗电是可以忽略的。

68336016 · 发表于 2013-10-10 12:59:04

guxingganyue 发表于 2013-10-10 12:41
手册上的意思就是这么接：

看花眼，以为是prog引脚

chewy · 发表于 2013-10-10 13:02:51

貌似这个用是会有问题
你的需求应该是电源路径管理芯片带Li电池充电功能
TP4056只是充电貌似没有路径管理所以如果直接挂负载的话肯定会边充边放得自己做个路径管理
使得充电时候由充电器供给负载同时给电池充电。

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 13:21:45

chewy 发表于 2013-10-10 13:02
貌似这个用是会有问题
你的需求应该是电源路径管理芯片带Li电池充电功能
TP4056只是充电貌似没有路径管理 ...

就是一个电池供电切换电路？

是这个意思吗？

chewy · 发表于 2013-10-10 13:32:41

guxingganyue 发表于 2013-10-10 13:21
就是一个电池供电切换电路？

是这个意思吗？

差不多不过貌似你的图不准确
应该的逻辑是
1. 手持的时候电池供电给系统
2. 外接电源时候 1》外接电源供电系统 2》外接电源供电电池 3》电池与系统断开

额。。。举个例子你看看BQ24079T这个片子咋工作的哈

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 13:39:38

chewy 发表于 2013-10-10 13:32
差不多不过貌似你的图不准确
应该的逻辑是
1. 手持的时候电池供电给系统

我不做电源切换的话会造成什么后果呢？电池边充电边放电对电池有影响？还是其他的原因呢？

xiaoxu191 · 发表于 2013-10-10 13:55:26

1）赞同15、16楼的供电方法；
2）量过充电电流没有？设计的正常充电电流是多少？1800mAH的电池以180mA来充电也要10小时，等12小时不算长。原厂的LTC4054有两个版本，要看后缀，请参考芯片手册，其中一个版本的充电电流是100多mA的，不是1A，小心用错了芯片。TP4054好像就只有大电流的。

chewy · 发表于 2013-10-10 14:01:01

guxingganyue 发表于 2013-10-10 13:39
我不做电源切换的话会造成什么后果呢？电池边充电边放电对电池有影响？还是其他的原因呢？ ...

影响的话我也不是太清楚
不过能看到的至少有一点电池的使用寿命应该是多少个充电cycle来计算的这样你电池应该挂的很快
另外觉得如果你的手持设备驱动的是脉冲型的东西而且如果脉冲的电流不小估计会加速这个过程吧软件上的话估计是不停的提示充电啦充满啦充电啦充满啦充电啦充满啦。。。啥的

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 14:17:45

xiaoxu191 发表于 2013-10-10 13:55
1）赞同15、16楼的供电方法；
2）量过充电电流没有？设计的正常充电电流是多少？1800mAH的电池以180mA来充 ...

芯片没有问题

充电电流300多mA

这个版本的4054可以提供800mA的电流

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 14:22:33

chewy 发表于 2013-10-10 14:01
影响的话我也不是太清楚
不过能看到的至少有一点电池的使用寿命应该是多少个充电cycle来计算的这样你 ...

负载电流其实只有85mA=64mA液晶显示用+其他（主要是一个激光传感器）。。

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 17:58:11

dreampet 发表于 2013-10-10 12:24
边冲边放，所以充不满，TP4054检测的是充电电流，只有电流低于一定值才会转灯。
建议在电池输出处加个P-MOS ...

最新结论：刚才和电池厂家联系后说我的电池充电截止是0.1C，这样电池是充不满的。

他们用的是测试柜，是0.01C充电截止的。

有0.01C充电截止的充电IC？按照这个说法那么0.1C充电截止的LTC4054等芯片充的其他电池都没有充满过？？？？

qq11qqviki · 发表于 2013-10-10 18:00:52

最好是做power path吧

68336016 · 发表于 2013-10-10 18:24:36

guxingganyue 发表于 2013-10-10 17:58
最新结论：刚才和电池厂家联系后说我的电池充电截止是0.1C，这样电池是充不满的。

他们用的是测试柜，是 ...

满不满在你这里只是充电IC的转灯信号而已，跟电池本身实际满不满应该是没关系的。

充电IC判断充电电流小到一定程度或者电池电压达到一定程度，就认为满了然后转灯，你电池实际有没有充满，这两者关联不起来的

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 19:30:14

68336016 发表于 2013-10-10 18:24
满不满在你这里只是充电IC的转灯信号而已，跟电池本身实际满不满应该是没关系的。

充电IC判断充电电流小 ...

嗯，这么理解也对

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 19:30:58

qq11qqviki 发表于 2013-10-10 18:00
最好是做power path吧

有比较好用的型号吗

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 19:47:28

这个是4054手册中推荐的一个电路，没看明白这个交流适配器电源和USB电源怎么接到一个USB口中呢？

wajlh · 发表于 2013-10-10 19:48:24

我看到你在另一个帖子里问我了，具体原因我就不给你分析了，你的电路原理有问题。这样还有充不上电的隐患。解决这个问题有三个选择，第一个是加充电切换电路，也就是充电的时候，让外部的电源给后面的系统供电。但是有个缺点是，设计不好会使系统从USB取电电流大于500ma导致用户的USB设备出现问题。第二个解决方案是加动态电源路径调整电路。这个是最好的办法。第三个是系统充电的时候强制关机。除了充电电路工作意外其他电路全部用mos切断。但是这个好像不太符合你的要求。我当时也是折腾了很久才解决了这个问题。忙完这一阵抽空写一份具体原因。

wajlh · 发表于 2013-10-10 19:57:59

基本上就是25楼说的哪个问题。电流太大，IC无法判断转灯

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 20:05:48

wajlh 发表于 2013-10-10 19:57
基本上就是25楼说的哪个问题。电流太大，IC无法判断转灯

嗯，看目前的情况这么理解好像可以。我今天晚上再把充电电流调大点，再充一个晚上试试。

我怀疑芯片被我弄坏了，但是量4054的PROG脚确实有1V的电压，好像又说明片子没有坏。

wajlh · 发表于 2013-10-10 20:11:15

guxingganyue 发表于 2013-10-10 20:05
嗯，看目前的情况这么理解好像可以。我今天晚上再把充电电流调大点，再充一个晚上试试。

我怀疑芯片被我 ...

不用浪费时间试了，赶紧换方案吧。如果系统有mcu的话，可以走一个取巧的办法。充电指示用MCU控制，检测系统电压大于4.15或者更高的时候，延时一段时间强制转灯。放电的时候检测电压低于3.3V时，强制关机。但是有一点风险。

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 20:20:23

wajlh 发表于 2013-10-10 19:48
我看到你在另一个帖子里问我了，具体原因我就不给你分析了，你的电路原理有问题。这样还有充不上电的隐患。 ...

1、感谢您的回答
2、加动态电源路径调整电路---这个是不是8楼和24楼说的 power path
3、期待您对那个问题的详细解释

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 20:23:53

wajlh 发表于 2013-10-10 20:11
不用浪费时间试了，赶紧换方案吧。如果系统有mcu的话，可以走一个取巧的办法。充电指示用MCU控制，检测系 ...

我的系统中没有那个指示灯，指示用像手机中的那个电池显示一样，满了就显示满格。

那个信号是供单片机使用的，检测一下现在电池充满了没有，且和我的AD采集的电压相配合来显示电池的剩余电量

wajlh · 发表于 2013-10-10 20:31:48

guxingganyue 发表于 2013-10-10 20:23
我的系统中没有那个指示灯，指示用像手机中的那个电池显示一样，满了就显示满格。

那个信号是供单片机使 ...

检测电压到了某一个值的时候，然后延时一段时间，就认为满电了。直接显示满格就好嘛。对于最终用户来说，他们是看不出来的。你要做到提示他们满电后主动拔掉充电器。

guxingganyue · 发表于 2013-10-10 20:39:18

wajlh 发表于 2013-10-10 20:31
检测电压到了某一个值的时候，然后延时一段时间，就认为满电了。直接显示满格就好嘛。对于最终用户来说， ...

最后实在解决不了问题就只能那样了。

wajlh · 发表于 2013-10-10 21:35:22

guxingganyue 发表于 2013-10-10 20:20
1、感谢您的回答
2、加动态电源路径调整电路---这个是不是8楼和24楼说的 power path
3、期待您对那个问题 ...

2、应该就是路径选择
3、有时间再写吧,最近很忙。这是由锂电池的充电机制造成的。基本就是25楼所说的。

liliuqun · 发表于 2013-10-10 22:07:12

全是高手，学了很多

guxingganyue · 发表于 2013-10-11 08:55:41

wajlh 发表于 2013-10-10 21:35
2、应该就是路径选择
3、有时间再写吧,最近很忙。这是由锂电池的充电机制造成的。基本就是25楼所说的。 ...

好的，十分感谢

xtaens · 发表于 2013-10-11 10:17:15

wajlh 发表于 2013-10-10 19:48
我看到你在另一个帖子里问我了，具体原因我就不给你分析了，你的电路原理有问题。这样还有充不上电的隐患。 ...

回答的很好，这么说来，第一种方法比较实用。

只要把充电电流设置的小一点就可以避免充电电流+负载电流小于500mA。这样USB就没事了。

xuxiaomiao · 发表于 2013-10-16 13:59:42

当外部电源插入时AD采集到电池的电压会高0.1V左右：这个问题是不是因为充电电流在电池内阻上的压降引起的？？放电的时候是降低端电压，充电的时候反而使端电压升高。
至于充不慢：充电器电压要比电池电压高0.6到1.6V，这样才能够充满，并且增加过充保护电路，当充满后自动切断。而LTC4054是精度达 ± 1% 的 4.2V 预设充电电压，所以当充电到4.18V时就不会再充了，或者充的特别慢了。

tomjark · 发表于 2013-12-8 16:54:30

讨论很精彩MARK。

jiespring · 发表于 2013-12-8 23:42:00

不错，都是高手。

gzcc · 发表于 2014-3-31 16:22:42

不错啊都是高手啊

gwatch · 发表于 2014-4-7 17:18:42

都是高手。学习学习

labi40 · 发表于 2014-4-7 22:46:11

都是高手，我也在用这个芯片，也有这个问题

gzcc · 发表于 2014-4-10 17:44:18

呵呵学习学习

Lebron_Lmx · 发表于 2021-9-9 15:46:48

guxingganyue 发表于 2013-10-10 12:41
手册上的意思就是这么接：

请问一下楼主，能给我讲讲是怎么通过一个微处理器检测三种状态的吗？
谢谢啊

LTC4054做聚合物电池充电管理，现在遇到充不满和4054无法指示

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