大家好,我是EE小新。
我在TI的论坛发现一个有意思的问题,相信大家在硬件设计中很大概率能遇到这种问题。
首先看看BQ40Z80这颗芯片,是一颗 2 节至 6 节电池包管理芯片,应用电路如下图所示。

作者是zheyuan(以下简称我),我基于BQ40Z80设计了一个BMS,具有独立且平行的充放电路径。我观察到一个非常奇怪的现象:当一块新板直接连接到电池(即硬供电)时,BQ40Z80芯片很可能会瞬间损坏,表现为完全失去通信。
具体观察如下:
1. 当VBAT低时不会出现这个问题。然而,当VBAT超过24V时,故障的可能性会大幅增加。
2. 我怀疑这是由主板上输入电容(Cin)引起的,在开机时会产生谐振状态,导致电压过冲,从而损坏芯片。调试时,我减少了Cin从3uF降至300nF,并在电容输入端串联了一个3.9 Ω电阻。这几乎消除了开机时可见的火花,但芯片仍然失效,且“故障阈值电压”未增加。
3. 该板实际上包含一个TVS二极管(SMF26A),其阴极连接到VCC,阳极连接到GND。理论上,由于充放电MOSFET带有体型二极管,任何来自电池或CHG_PACK线的电压尖峰都应被该TVS钳制。
有没有专家能分享一下可能是什么导致这个问题的见解或建议?


BQ40Z80有三个电源引脚:VBAT、VCC和PACK。根据官方参考原理图,这些引脚都通过RC网络(100 Ω + 100 pF)进行滤波。然而,这个电容值远小于有效吸收电路板连接到电池时产生的电压尖峰。更换为100 nF电容后,问题立即解决。

另外,给大家一个小提示:在我的电路图中,我在VCC引脚处放了一个TVS二极管,用来钳位来自不同方向的瞬态干扰。该方法已在实际电路中验证有效。然而,TVS击穿电压必须经过仔细选择。经过全面测试和考虑,我认为SMF26A / SMA26A / SMB26A是最合适的选择,因为它们与2S–6S电池配置高度契合。虽然SMx24A零件也可以使用,但与高压电池搭配时可能会产生明显漏电流,除非绝对必要,否则请避免使用。