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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

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发表于 2023-6-19 08:30:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
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。
! N5 Q5 y/ I* {' z. `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。
% a4 _/ v6 {, s8 E* M+ J# e3 E2 `5 D( \9 l) q0 _# b% m$ r$ ~

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- Z1 @1 z, V0 F+ U
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。( L: a% ~4 [2 M- g) i
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。
8 ^$ W% ~. I3 L7 @" a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。
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8 N+ s1 J4 E) m* @" U' s; o; u  W

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3 L& l, ~3 `& l5 t
此时,电感对10uF和100nF电容充电,直到电感储存的电能放完。
1 ^) J  C9 g' Z$ Z% r3 l- \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。- V5 r) Y; T, m$ F+ z& E

4 N+ p7 F6 j+ O) z1 D7 n

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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。2 Y, G$ i, S; r% Y; w

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1 W% u: h$ H' S9 f+ ?
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。4 H* E; N( r! P! y: n8 C3 ^

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9 ~  R! o; o; i  D( g* o
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。
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' j/ E; C# a  u" D' m. r, I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。
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