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LTC4020充电电流上不去,老司机帮忙带带我

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出0入4汤圆

发表于 2018-3-28 15:41:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
系统是在线使用的电源,输入ac24V,输出21-29V,使用24V铅酸电池,考虑到现场电压的波动,要求用升降压方案,就选了LTC4020

现在出现的情况是:
1. 介入24Vac,不带电池,输出26.6V,带电子负载5A没问题。效率超90%。---正常
2.去掉24Vac,装上电池25V,输出等于电池电压,加电子负载,电池向外供电。---正常
3.关闭负载,接通24VAC,LTC4020的两个状态指示处于bulk charge状态,充电电流3.3A,等于设定的最大充电电流。---正常
4.加上电子负载,随着负载电流增大,充电电流减小(感觉好像是总输出是固定的),带载超过1A,电池就开始向外供电了,LTC4020不再向电池充电。 --- 有问题
5.关闭电池负载,LTC4020向电池充电,但是充电电流只有1A,而不是设定的3.3A,状态指示处于bulk charge状态。 ---有问题
6.保持24Vac,拔掉电池,然后再接上,充电电流只有1A,而不是设定的3.3A,状态指示处于bulk charge状态。 ---有问题
7. 充电时,电感和MOS管有点烫
原理图和PCB附上




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阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

一只鸟敢站在脆弱的枝条上歇脚,它依仗的不是枝条不会断,而是自己有翅膀,会飞。

出75入90汤圆

发表于 2018-3-28 18:11:31 | 显示全部楼层
效率不正常,我做了一个升降压的 27->12.6  3A,效率97%

出0入4汤圆

发表于 2018-3-28 18:54:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 peter_zhang 于 2018-3-28 19:17 编辑

如果原理图没有问题是参照手册的话,多半是布局问题。
我用 LTC4020 做个几种规格的目前都没有问题。
1)首先看看 你的输入电源24VAC有没有功率受限;
2)注意几个关键的电流采样信号线,最好做等长差分线,不然电流肯定不准;
3)多半是布局问题,好好参照DEMO板的 PGND 与SGND 是怎么划分区域的,单点接地在什么地方,
     我这里接地参照DEMO板 基本没有问题,35脚功率地直接短接到39脚背面SGND地大焊盘。
     还有19脚 26脚的电压反馈线  尽量短!
4)还有尽量用四层板!之前用二层板做,也失败过,不怎么稳定。
5)电感和MOS烫的问题,看你开关频率设置的是多少了,是不是你选型计算有问题,还有需要注意铜箔散热面积的大小。
   我做的60W锂电池充电器,输入12~30VDC,开关频率250KHZ,用的就是普通的AOS的MOS管AOD2610  N沟道,60V,46A,13.5mΩ@4.5V,
     功率电感10uH  PR148-103  饱和电流10A,线阻13.5mΩ宝亨电感,二者一点都不烫。
  

出0入4汤圆

发表于 2018-3-28 19:11:22 | 显示全部楼层
本帖最后由 peter_zhang 于 2018-3-28 19:20 编辑

注意我功率地和信号地区域的划分。

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出0入4汤圆

发表于 2018-3-28 19:30:27 | 显示全部楼层
效率是有点低了,降压模式 30V输入,效率应该在95%左右才差不多。

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出0入0汤圆

发表于 2018-3-28 20:55:20 来自手机 | 显示全部楼层
这个片子应该蛮贵吧,都是大户啊!

出0入4汤圆

 楼主| 发表于 2018-3-28 21:48:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 liuqian 于 2018-3-28 21:52 编辑
peter_zhang 发表于 2018-3-28 18:54
如果原理图没有问题是参照手册的话,多半是布局问题。
我用 LTC4020 做个几种规格的目前都没有问题。
1)首 ...


多谢多谢

1)首先看看 你的输入电源24VAC有没有功率受限;
输入电源功率足够,180W

2)注意几个关键的电流采样信号线,最好做等长差分线,不然电流肯定不准;
布线的时候确实注意了这个情况,凯尔文网络,差分线

3)多半是布局问题,好好参照DEMO板的 PGND 与SGND 是怎么划分区域的,单点接地在什么地方,
     我这里接地参照DEMO板 基本没有问题,35脚功率地直接短接到39脚背面SGND地大焊盘。
     还有19脚 26脚的电压反馈线  尽量短!
布局和走线参考了DEMO板,是35接39散热焊盘SGND
19和26的电压反馈有点远,

4)还有尽量用四层板!之前用二层板做,也失败过,不怎么稳定。
是4层

5)电感和MOS烫的问题,看你开关频率设置的是多少了,是不是你选型计算有问题,还有需要注意铜箔散热面积的大小。
   我做的60W锂电池充电器,输入12~30VDC,开关频率250KHZ,用的就是普通的AOS的MOS管AOD2610  N沟道,60V,46A,13.5mΩ@4.5V,
     功率电感10uH  PR148-103  饱和电流10A,线阻13.5mΩ宝亨电感,二者一点都不烫。
NMOS是SIR880ADP,8.9mΩ at VGS = 4.5 V,  Qg=24nC,SO8封装的,散热可能有问题,面积不够大
开关频率250KHZ
功率电感IHLP6767GZ,15uH,电流12A,阻抗13.7mΩ


有个奇怪的现象:
1. 我先把电池放电到22V,空载,接入24Vac,进入快冲,电流3.3A,一直到吸收充电阶段,充电电流开始减小。整个过程,电感和MOS的温度大约40度---正常
2. 慢慢加负载,到4A,充电还是吸收充电阶段,电感和MOS稍微有点热---正常
3. 这时去掉24Vac,电池开始向外供电---正常
4. 然后再加上24Vac,问题来了:
        a)状态指示快速充电
        b)24Vac输入电流1.4A,电池仍然在向外供电(2.6A),DC-DC向负载部分供电(1.4A)
        c)反复调整负载电流0-4A,24Vac输入电流恒定在1.4A,电感和MOS非常烫
        d)去掉24Vac,等1分钟,在加上24Vac,又进入快速充电,充电电流3.2A---正常
        e)马上加负载4A,24Vac输入电流又返回到1.4A,关闭负载,24Vac输入电流仍然是1.4A,充电电流1A,电感和MOS非常烫
        百思不得其解

另外,按照手册的说法,12V铅酸电池 Float 13.3V,那么我的24V电池,设定float是26.6V。但demo板,的设定是25.2V,对应Bulk Restart的电压。不理解demo板为什么这么设计。

出0入4汤圆

发表于 2018-3-28 23:13:02 | 显示全部楼层
本帖最后由 peter_zhang 于 2018-3-28 23:18 编辑

1)你板子上的C15,C16不知道你贴的是多少? 改为1uF看看,这个是驱动的电荷泵电容,太小可能影响驱动,
    你可以看下驱动波形是不是正常的,其他跟我的原理图没什么区别;
2)你看下不接电池,只作为DCDC用,空载或带载 看功能能否正常?
3)你是用的什么工频变压器啊,能得到180W的24VAC?  有点怀疑是不是输入电压跌落了啊?
     你在线监测看下芯片PVIN处工作时电压到底是多少V?
4)19脚和26的反馈线,指的是这2个网络节点的连线尽量短(就是从电阻分压网络的中点到芯片的这个管脚),不是指连接输出端口的电压采集线哦~,
     因为一般FB脚是高阻抗点,容易受干扰,尽量短;连接输出端口电压的点是低阻抗点,长点没关系,我也绕了很长,没事。

你这种情况我没遇到过,我用的是锂电池,终止条件是C/10,CC/CV MODE ,其他跟你都一样,
按道理 你充电电流都变为1.4A了,MOS管电感应该温度更低才对啊~

出0入0汤圆

发表于 2018-3-29 00:20:56 | 显示全部楼层
peter_zhang 发表于 2018-3-28 19:11
注意我功率地和信号地区域的划分。

画得漂亮

出0入4汤圆

 楼主| 发表于 2018-3-29 08:13:18 | 显示全部楼层
peter_zhang 发表于 2018-3-28 23:13
1)你板子上的C15,C16不知道你贴的是多少? 改为1uF看看,这个是驱动的电荷泵电容,太小可能影响驱动,
    ...

谢谢指导

1)C15 C16 是0.22uF,手头没有1uF的,各并联了一个0.22uF的,情况还是一样

2)单做为DC-DC,是正常的,带载4A,效率95%
单充电,也是正常的
4个MOS的驱动波形如下:
tg1 bg1

tg2 bg2


3)变压器是24V 7.5A的,功率足够

4)反馈点就在芯片旁边,10mm左右

为测试,改工作模式为CC/CV

带载4A,并接入电池后,或者电池在充电,再加负载,就不正常了,输入端电流固定在1.4A,mos管和电感发烫
tg1 bg1

tg2 bg2


没有经验,根据你的判断,这是自激还是干扰引起的?
真是头大

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出0入4汤圆

发表于 2018-3-29 08:47:55 | 显示全部楼层
liuqian 发表于 2018-3-29 08:13
谢谢指导

1)C15 C16 是0.22uF,手头没有1uF的,各并联了一个0.22uF的,情况还是一样

你这波形是不正常了,都震荡了,导致MOS 开关损耗增大了,肯定就发热异常了。
你把源文件传上来吧,看能不能帮到你,你发的图看不太清。

出0入4汤圆

 楼主| 发表于 2018-3-29 09:02:22 | 显示全部楼层
peter_zhang 发表于 2018-3-29 08:47
你这波形是不正常了,都震荡了,导致MOS 开关损耗增大了,肯定就发热异常了。
你把源文件传上来吧,看能 ...



PCB文件有一点小错误,MOS的封装错了,现在板上飞线调试,大约8mm长,sch已经修改过

这个板包含了24V充电器和48V充电器,两个是用同样图,调电阻和原件参数来适配

后面的LTC3780(24v)和LT3976(12v)功能都正常,已经调好了

48v充电部分输入36.5V(5.02A),带载输出53.5V(3.17A),效率91%,算是正常吧,波形和上一贴的正常波形一样

就是这个24V,同时带载和充电就出问题


十分谢谢

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出0入0汤圆

发表于 2018-3-29 11:38:47 | 显示全部楼层
liuqian 发表于 2018-3-29 09:02
PCB文件有一点小错误,MOS的封装错了,现在板上飞线调试,大约8mm长,sch已经修改过

这个板包含了24V ...

问题解决了吗?

出0入4汤圆

 楼主| 发表于 2018-3-29 12:04:39 | 显示全部楼层

没有,24V的,同时带电池和负载就不对

出0入0汤圆

发表于 2018-3-29 12:09:30 | 显示全部楼层
试试intvcc供电led

出0入4汤圆

 楼主| 发表于 2018-3-29 12:58:16 | 显示全部楼层

直接把LED上串的电阻断开了,一样的情况

又焊一块出来,情况更差。空载和带负载正常,单接上电池就不行了,波形和上面有问题的波形一样

出110入8汤圆

发表于 2018-3-29 17:13:24 | 显示全部楼层
liuqian 发表于 2018-3-29 08:13
谢谢指导

1)C15 C16 是0.22uF,手头没有1uF的,各并联了一个0.22uF的,情况还是一样

MOS管振铃了。。。。

出0入0汤圆

发表于 2018-3-29 20:59:00 | 显示全部楼层
重新布板吧

出0入399汤圆

发表于 2018-3-30 10:58:51 | 显示全部楼层
楼主测试方法不对吧,我记得这种芯片是不能负载和电池一起加到输出端的,这样会影响芯片的充电算法。楼主问问技术支持。

我这个是4013上描述的。我测试的时候输出是一个电压源+电子负载测试的。你只接一个电子负载模拟不了电池。

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出0入399汤圆

发表于 2018-3-30 11:19:10 | 显示全部楼层
我是做个恒压DCDC,在弄个负载切换电路切换DCDC输出电压和电池的,我当初也想过把负载放到电池上,但是LTC在不同的工作状态时,你的负载电流一直在变化,很会对LTC的各个状态产生影响,太复杂了,你不可能每种情况都测试完全。

出0入0汤圆

发表于 2018-3-30 17:56:19 | 显示全部楼层
你在哪个城市?

出0入0汤圆

发表于 2018-3-30 17:56:54 | 显示全部楼层
liuqian 发表于 2018-3-29 12:58
直接把LED上串的电阻断开了,一样的情况

又焊一块出来,情况更差。空载和带负载正常,单接上电池就不行 ...

你在哪个城市?

出0入4汤圆

 楼主| 发表于 2018-3-30 22:45:25 | 显示全部楼层
R88 发表于 2018-3-30 10:58
楼主测试方法不对吧,我记得这种芯片是不能负载和电池一起加到输出端的,这样会影响芯片的充电算法。楼主问 ...

LTC4020是有powerpath功能的,可以同时兼顾充电和带载

出0入4汤圆

 楼主| 发表于 2018-3-30 23:18:12 | 显示全部楼层

我在悉尼,澳村


今天又有进一步发现

我这个板上面有两个LTC4020,实现两路充电
1. 24vac in, 冲24V铅酸
2. 36vac in,冲48V铅酸

两个部分的原理图和布板是一样的(用AD的room copy),靠不同的电阻来实现不同的电压。

对比发现,24V的那一路
1:如果先把电池接入,不带负载,再接入24vac,充电正常,电流3.3A
2:接着,接入负载,负载电流大约2.5A时,开始出现振铃,这时候,24vac的输入电流约1.5A,负载上的一部分电流是电池供给的
3:不接电池和负载,先接入24vac,再接上电池,会有振铃

48V的那一路,没有设计带负载,只有充电
1:如果先把电池接入,再接入36vac,充电正常,电流3.3A
2:不接电池,先接入36vac,再接上电池,充电正常,电流3.3A
多次重复12,很稳定,没有出现振铃


出0入0汤圆

发表于 2018-4-1 01:58:58 | 显示全部楼层
对4020芯片不熟,如果这个芯片要求单点接地的话,楼主的板似乎接了两个点,一个在39脚那里,一个在标着C28A丝印的右边,不知道会不会有影响

出0入0汤圆

发表于 2018-4-1 17:35:09 来自手机 | 显示全部楼层
离得太远了,帮不了你

出0入0汤圆

发表于 2018-4-1 19:20:06 | 显示全部楼层
liuqian 发表于 2018-3-28 21:48
多谢多谢

1)首先看看 你的输入电源24VAC有没有功率受限;

请问下什么是凯尔文网络?

出0入4汤圆

 楼主| 发表于 2018-4-8 21:31:06 | 显示全部楼层
奶奶的,搞不定,决定重新布板,参考EV板,把门极电阻和消振都加上
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