BQ34Z100电量降低问题

              楼主 bin tang1 使用BQ24160设计了一款电量监控电路，但是在使用的过程中出现了未放电，电量也慢慢降低的问题，特发帖求助,楼主的主要问题如下所示:请各位分析和解答下，问题描述如下： 1.16串10Ah容量LiFePO4电池，充电箱供电，而电池也没有充电也不放电，电池有100多mA电流，为了需要，就将死区范围扩大到200mA，这样读取到的电流即为0.2.现在一个情况就是，一直由充电箱供电，但是电量却在慢慢降，1小时1%左右，相当于BQ34Z100认为还是有100多mA电流在放电。 3.难道死区的控制，对认为在放电没关系？但是又应该是根据电流来的呀?4.还发现ChargeVoltage（）：0x30/0x31和ChargeCurrent()：0x32/0x33都为零，芯片坏了？ 5.充电箱供电时，有个放电电流如100mA，然后将死区设置为120mA，之后为放电时电流又-168mA，现在又-200mA了，这个和温度有关系大吗？

 帖子链接：http://www.deyisupport.com/question_answer/analog/battery_management/f/35/t/18871.aspx

           楼主的另外一个问题如下：

              TI FAE:Sheldon Cai 解答了楼主的问题，指出了楼主设计中可能存在的问题的点，如下所示：1.可以先检查下采样电阻是否采用了开尔文连接，是否进行了校准，以及layout是否合理？2.确认是否是由于电池的自放电造成的，将电芯单独连接到电压表，观察其电压是否下降（在静置足够长的时间后进行观察）3.如果可以的话建议附件上gg文件和log数据。

          下面我们更随这楼主的问题，一起去看看BQ34Z100的使用问题，并且一起学习一下关于这款芯片相关的知识。

          如下图所示，楼主的另外一个问题：1.电量慢慢将，原因是电流超过了设置的死区空间，所以在慢慢减少，这个一个没什么问题。  2.由于在机器人上面使用的电池是封装好的，内部含有保护板之类的。 3.没有外界温度传感器，配置实用的内部的。  4.由于公司使用远程上网，负责软件，所以没法 上传东西的。使用BQ34Z100来检测电池还是多稳定的。 5.读出充电电压和充电电流的寄存器是0，开始能读出来，是不是表示坏了？

                  对于这个相关的问题，楼主继续补充如下：在充电过程中，比如直接由充电箱供电，16串电压在56V以上，放电电流也没有（死区扩大到250），测试发现还是在慢慢降，是不是有个什么寄存器是关于内部放电的呢？ 现在读取的瞬时电流值是为0的，而电压也是满足在100%的，还有什么细节没有注意到吗？

             对于楼主的这个问题， Lewis 也提出了相关的疑问，如下图所示：首先，请确认你不带负载时100mA的电流是怎么来的？把板子重新校准之后是否还有电流？目前还没有将死区电流修改那么大的经历。建议你修改后也做learning cycle看下，是否正常？

            接下来，我们再看看对于对于这些问题，是如何理解的呢：因为整个系统运行的电流就有1A左右的电流，叫做电流时电流在2.8A左右，校准后，即使没有放电也会有好几十mA电流。

           TI 的FAE Sheldon Cai 对于楼主的疑问做出了解答，我们一起去学习一下：校准时需要确保电流大小稳定，通常可以采用1A恒流负载放电校准。即使把死区调大，虽然现实的电流为0，但实际上依旧会对电流积分，所以即使由于调大了死区显示为0，实际上SOC仍会继续下降。可以记录下静置时电压的变化情况。另外这个现象是否在所有板子都出现？如果这个现象不是在EVM上出现，可以尝试用EVM进行对比测试，看EVM是否依旧出现这个现象。

          对于BQ34Z100电量问题，楼主还有另外的两个疑问，我们一起看看：如果说的假如现在的电流是-200mA，设置一个死区为250，电流为0，容量是10Ah，按理说一个小时应该降2%，而实际一个小时是1%，所以这里有个疑问。内部具体怎么工作文档中没找到相关说明的。1.电芯是10Ah的，写入一个化学ID，工作的还算正常，基本没有跳变的情况 2.如果直接将两块电池组并联，这样就20Ah了，是不是可以直接将Qmax和容量修改为对应的值？是不是不需要重新选择ID了呢？

              对于楼主的这些疑问，我们看看TI的FAE是如何回答的呢：1.如果说的假如现在的电流是-200mA，设置一个死区为250，电流为0，容量是10Ah，按理说一个小时应该降2%，而实际一个小时是1%，所以这里有个疑问。内部具体怎么工作文档中没找到相关说明的。这个能确定是-200mA的恒流放电麽？另外如果这个电流不是实际存在的，那么满足DOD的测量relax条件，那么它会对SOC进行校准，

 Theory and implementation of Impedance Track battery fuel-gauging algorithm，可能很多东西没有提及。对于正常使用的话，一般死区电流设置很小的，没有电流流过时显示的电流数据是在5mA一下才正常，所以基本不会涉及这个问题，建议你还是多检查，从解决根本原因而不是把死区设置这么高。2. 如果这2个电池是相同的，那么ID是一样的，需要修改一下值，其中后3个是针对做了golden learning之后的的参数应该如下所示：

             接下来我们再来看看楼主的最后一个问题：初步分析，有电流的原因是电量计放置的位置，因项目需要对已组装好的电池组进行检测，而电量计的位置在开发板上，电芯前面有保护板、开关板，硬件设计上也确实不怎么精确。这样引起检测电阻两端电压的变化也就可以理解，硬件出来了，所以软件上也无法处理。 因为硬件的原因，也以恒流校准，校准后，未工作也会有几十mA电流。 后期可能才会把电量计芯片放入电池组中，所以那个电流目前算是无法根本解决。目前1一个小时降1%误差相对太大，就想问问根据目前的应用环境能不能降低这个误差。

              对于楼主的这个问题，TI的技术人员的回答如下：如果你确实验证了golden learning 能做成功，那么也就是说在目前这么大的“自放电”下仍能满足DOD0的更新条件，那么在不放电时满足DOD0更新条件电量计会根据电压进行校准。另外，你的CHEM-ID的误差也要比较小。

              通过以上TI的 FAE对楼主的众多问题的耐心解答，相信大家对于BQ34Z100电量降低问题也已经有了深入的了解，对于如何处理这类问题，也了有了更好的办法，下面我还需要给大家介绍一下BQ34Z100这款芯片，加深大家的了解，如下图所示，是BQ34Z100的封装结构图：

             BQ34Z100的相关输入输出参数如下：

          BQ34Z100的典型应用电路图如下所示：

                   在这里给大家简答的介绍一下BQ34Z100这款芯片：bq34z100 是独立于电池节串联配置之外工作的电量计解决方案，并支持宽范围的锂离子和 LiFePO4 电池化学成分。 通过一个外部电压转换电路，可支持 3V 至 65V 的电池，可对此电路进行自动控制以减少系统功耗。bq34z100 器件提供几个接口选项，其中包括一个 I2C 从接口、一个 HDQ 从接口、一个或者四个直接 LED 接口、和一个警报输出引脚。 此外，bq34z100 提供对于外部端口扩展器（支持多于四个 LED）的支持。

              在使用BQ34Z100这款芯片的时候，我们还需要注意其PCB布局的问题，如下图所示，是TI推荐的PCB布局，我们可以直接参考使用：

         上图为VCC的耦合电容的位置布局。

            同样是电流采样以及旁路电容的PCB布局。

            上图为电流采样差分线的布局。

           SRN,SRP电流采样线的布局推荐方案。

           抗ESD干扰布局方案。

           以上就是关于BQ34Z100电量降低问题的学习，以及BQ34Z100这款芯片设计以及PCB布局需要注意的问题，与大家一起分享一下。

对于BQ34Z100的设计电路，除了注意PCB的设计，电容的位置以外，对于电容的选择问题也需要格外的关注，一般要注意电容的耐压，容量等相关参数，再就是电容的ESR问题了。尽量选择LOW ESR的电容，陶瓷电容就是最好的选择了，注意尽量靠近BQ34Z100的PIN脚放置。

对于BQ24160的设计，TI还提供了相关的DEMO板的评估资料，也就是bq34z100EVM ，这是一款宽输入电压范围的电路，最高输入可达65V,支持各种锂电池的设计，我们需要的话，可以自己参考其方案，链接如下所示：http://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/sluu904/sluu904.pdf

在这里附上BQ24160的DEMO：bq34z100EVM的设计使用的原理图，以及相关的系统测试方案，系统连接电路图，整体的结构还是相当清晰的，性能也是闲荡不错的，这里供大家参考学习使用。图片如下所示：

                 系统连接图如下：

关于BQ24160的设计以及在实际的使用过程中，如果大家有什么疑问或者有相关的经验分享的话，欢迎大家一起讨论。