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拔电池时损坏充电IC的原因分析

jf_iZR6mdqV 来源:PCB和原理图设计与共享 2023-06-19 09:39 次阅读

上次在调试一块电路板的硬件,拔电池很容易就会把充电IC损坏的问题,现在已经找到了一个解决方法。就是在电池的正负极并了一个二极管,拔电池就没有出现充电IC被损坏的情况了。

上次在分析充电IC损坏原因的时候,是这样分析的。电感L2和二极管D17在这里构成的是boost型的开关电源电路。当拔电池时,接电池这一侧的电感PIN脚没有续流二极管,没有泄放回路,电感的感应电动势比较大,从而把充电IC的管脚击穿损坏。

wKgaomSPsceASVQgAAH1eFX-jos517.jpg

但是,现在想想,上面的分析不是很对,说服力不够,没有数据支撑。现在,我想从另外的角度,通过数学计算的方法,计算出具体的数据,来解释充电IC被损坏的原因。

分析这个问题时,我们要分两种情况来看。充电IC的8脚是Boost型的开关电源的SW节点,需要分SW节点断开和闭合两种情况来分析。

情况一:当拔电池时,SW节点刚好处于断开的状态,电路就等效成以下电路。

wKgZomSPsceAUdNAAABuCIJyCKg745.jpg

此时,电感对10uF和100nF电容充电,直到电感储存的电能放完。

情况二:当拔电池时,SW节点刚好处闭合的状态,电路就等效成以下电路。

wKgaomSPsceAazu7AABavBbo_HQ220.jpg

此时,电路形成了一个无阻尼放电振荡电路。那么可以根据阻尼振荡的相关公式算出最大放电电流,由下图所示。

wKgZomSPsceADq4oAADBq7WLKqg706.jpg

由此可见,当拔电池时,电路刚好处于第二种情况,电路中的最大放电电流达到5.5A(当电池为4.2V时,最大电流达到6.3A),全部流经TP5400的第8脚。又由下图的TP5400内部集成电路,可以知第8脚是一个mos管的漏极,就是开关电源的开关管,集成到芯片上了。当这个MOS导通时,承受不了这么大的电流时,就会被损坏,出现短路现象。这么就可以解释得通,为什么每次充电IC损坏,测量IC的第8脚都是短路的。

wKgaomSPsceADW9kAAHH-G5C3II631.png

为什么在电池的正负极并了一个开关管后,拔电池充电IC就不会损坏了呢?因为并了二极管后,二极起了续流的作用,电路等效成以下电路。

wKgaomSPsceAfWNUAABH4WQL6k8210.jpg

二极管和电感构成了回路,并且电感储存的能量通过二极管快速消耗掉,所以不会对充电IC造成损害,也就是拔电池后,不会再出现充电IC被损坏的现象。

审核编辑:汤梓红

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原文标题:用数学方法计算出最大电流,有力地解释了拔电池损坏充电IC的原因

文章出处:【微信号:电子设计联盟,微信公众号:电子设计联盟】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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