【电源专题】案例:不同的充电芯片在没插入电池但插入USB充电器情况下为什么无法兼容?

案例背景:产品设计为了防止市场上缺芯,所以兼容了两个有路径管理的升压充电芯片,输入为5V USB适配器,输出使用2节串联18650锂电池,最高充电电压为8.4V。试生产两批板卡,分别打上不同的充电芯片方案,测试发现在不插入电池但插入适配器时,有一款充电芯片的板卡能正常开机而另一款充电芯片不能开机。

案例分析:是否能够开机是通过软件读取ADC判断电池电压,如果电压超过一定值,那么就认为这里有电池接入,可以正常开机。两种板卡的表现不一致说明,两种充电芯片输出特性有可能不同。只需要测试一下插入适配器时,电池管脚的电压就可以显示差异。

推测原因:两种充电芯片输出特性有可能不同。

解决办法:

充电芯片做为电源管理的一部分,在手持机中使用很常见。但因为充电芯片一般设计能力和工艺要求都较高,各厂家专利技术封闭,充电芯片要求安全比较高等等因素。导致市面上的充电芯片很少的厂家能做到pin to pin兼容。

此前在经历了疫情的缺芯少粮事件后,很难说在产品的生命周期内不会再遇到这样的黑天鹅。所以有些产品会进行兼容设计,将两种不同的充电芯片共板绘制,只有兼容的功率部分的电路可能是共用的。

因产品的电池是可以拆卸的,所以在产品测试中发现没有电池但插入充电器时存在不同的现象,一种板卡是正常的无法启动,而另一种是可以开机。是否能够开机是通过软件读取ADC判断电池电压,如果电压超过一定值,那么就认为这里有电池接入,可以正常开机。

测试充电芯片Vbat、NTC、VIN、STAT四个脚,其波形如下:

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