磷酸铁锂电池保护芯片S-8209A系列的应用示例
锂电池保护模块说明书 HT7Q1520
Rev. 1.4012021-11-23HT7Q15203~8节电池模拟前端用于锂电池保护特性•V IN 输入电压范围：7.5V~36V•累加的电池电压监测器：8-1模拟多路复用器具有分压比精准度为1/n ± 0.5% •反向电流保护开关的扫描频率为100Hz •需要较少的单片机A/D 转换器通道•5V/30mA 内部电压调整器具有±1%精准度•工作温度范围：-40o C~+85o C •封装类型：16-pin NSOP应用领域•电动工具•手持式真空吸尘器概述HT7Q1520是一款高压模拟前端IC ，其适用于3~8节可充电锂电池保护。
该芯片由一个累加的电池电压监测器和一个高精准度电压调整器组成。
该芯片设计可监测1~N 个电池累加的电压并输出N 分压后的电压给模拟多路复用器，分压比精准度为±0.5%。
使用反向电流保护开关可以防止回流，即使V OUT 高于V BATn 。
能够循序观察VBATn 引脚上累加的电池电压分压后的值，这有利于具有较少A/D 转换器通道的单片机。
B2~B0控制位用于选择终端输出电压，在C OUT =2.2nF 下，扫描频率最大为100Hz 。
使能引脚EN_S 用于关闭所有开关，输出电压通过内部1M Ω的下拉电阻拉低。
集成的电压调整器精准度为±1%，其为单片机提供了5V 电源和30mA 驱动电流。
电压调整器始终处于激活状态，即使EN_S 引脚被清除为逻辑低电平。
典型应用电路注：1. 如果使用的串行电池节数少于8，需将未使用的VBATn 引脚连接到最高电压准位。
不能将VBATn引脚浮空以免对芯片造成损害。
2. 上图中粗线处的连接应越短越好。
3. VIN 引脚不可浮空以免发生无法预期的误动作。
Rev. 1.4022021-11-23功能方框图VOUTVREG引脚图VBAT8VBAT7VBAT6VOUT B2B1B0EN_S VBAT1VBAT5VBAT4VBAT3VBAT2VIN VREGGNDHT7Q152016 NSOP-A16151413121110912345678极限参数建议工作范围注：极限参数表示超过所规定范围将可能对芯片造成损害。
PS48300-3B-2900、PS48600-3B-2900、PS48300 -3B-1800用户手册
艾默生网络能源有限公司 地址：深圳市南山区科技工业园科发路一号 邮编：518057 公司网址： 客户服务热线：4008876510 E-mail: service@
交流电源设备的安装，必须遵守相关行业的安全规范，进行交流设备安装的人员，必须具有高压、交流电等作业资 格。 操作时严禁在手腕上佩带手表、手链、手镯、戒指等易导电物体。
发现机柜有水或潮湿时，请立刻关闭电源。在潮湿的环境下操作时，应严格防止水分进入设备。
安装过程中不能容许操作的开关和按扭上，必须挂上禁止标识牌。
负载下电与电池保护
本电源系统具有负载下电与电池保护功能。负载下电即电源系统交流停电，由电池供电的情况下，电池电压下降到 44V（负载下电电压值可设，设置方法见 4.8.2 设置电池参数中设置下电保护参数一节）时电源系统自动切断非重 要负载，以确保电池能更长时间地支持重要负载供电；电池保护为当电池电压下降到 43.2V（电池保护电压值可设， 设置方法见 4.8.2 设置电池参数中设置下电保护参数一节）时电源系统自动切断电池，以避免蓄电池因过放电而影 响电池寿命。 本系统出厂设置为启动电池保护与负载下电功能，意味着交流长时间停电或设备故障时可能出现负载下电与电池保 护。用户应根据负载重要性选择哪些负载为非重要负载，接入负载下电支路，启动负载下电功能；相对比较重要的 负载应接到电池保护支路。对于特别重要的负载，则应考虑硬件取消电池保护功能，以确保供电可靠性。 取消电池保护功能的方法为： 1．硬件取消电池保护：将 M500S 监控模块 J427 接口上的信号线拔下，并做好取消电池保护标识。M500S 监控模 块位置和接口说明见 2.4.2 连接信号线。 2．软件取消电池保护：将监控模块电池参数中的“电池保护允许”一项设置为“否”，具体方法见 4.8.2 设置电池 参数中设置下电保护参数一节。
HY2213全系列
DS-HY2213-V02_SC page5
HY2213
1 节锂离子/锂聚合物电池充电平衡 IC
6. 产品目录
6.1. 电气参数选择 SOT-23-6 封装
表 1、电气参数选择表
参数 型号 HY2213-AB3B HY2213-BB3A HY2213-CB3A 过充电检测电压 VCU 4.200±0.025V 4.200±0.025V 4.180±0.025V 过充电释放电压 VCR 4.200±0.035V 4.190±0.035V 4.180±0.035V 特性代码 B A A
© 2012 HYCON Technology Corp
DS-HY2213-V02_SC page2
HY2213
1 节锂离子/锂聚合物电池充电平衡 IC
注意： 1、 本说明书中的内容，随着产品的改进，有可能不经过预告而更改。请客户及时到本公司网站下载更 新 。 2、 本规格书中的图形、应用电路等，因第三方工业所有权引发的问题，本公司不承担其责任。 3、 本产品在单独应用的情况下，本公司保证它的性能、典型应用和功能符合说明书中的条件。当使用 在客户的产品或设备中，以上条件我们不作保证，建议客户做充分的评估和测试。 4、 请注意输入电压、输出电压、负载电流的使用条件，使 IC 内的功耗不超过封装的容许功耗。对于 客户在超出说明书中规定额定值使用产品，即使是瞬间的使用，由此所造成的损失，本公司不承担 任何责任。 5、 本产品虽内置防静电保护电路，但请不要施加超过保护电路性能的过大静电。 6、 本规格书中的产品，未经书面许可，不可使用在要求高可靠性的电路中。例如健康医疗器械、防灾 器械、车辆器械、车载器械及航空器械等对人体产生影响的器械或装置，不得作为其部件使用。 7、 本公司一直致力于提高产品的质量和可靠度，但所有的半导体产品都有一定的失效概率，这些失效 概率可能会导致一些人身事故、火灾事故等。当设计产品时， 请充分留意冗余设计并采用安全指标， 这样可以避免事故的发生。 8、 本规格书中内容，未经本公司许可，严禁用于其它目的之转载或复制。
S-8209A系列的使用示例(Rev.1.5_00)
4. 5. 6. 7.
应用电路示例 .......................................................................................................................................... 18 外接元器件一览 ...................................................................................................................................... 19 注意事项 ................................................................................................................................................. 21 相关资料 ................................................................................................................................................. 21
1. 4 检测充电电量均衡的实际数据 ......................................................................................................................... 10
2.
使用S-8209A系列 (有放电电量均衡功能) 的多节电池串联保护电路 ..................................................... 12
纯电动汽车充电器设计【毕业作品】
BI YE SHE JI（20 届）纯电动汽车充电器设计所在学院专业班级自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月III摘要随着世界上能源问题与环境问题越来越突出，电动汽车有着零排放和高效的特点，因此受到越来越高的重视，但是纯电动汽车的充电问题依然是制约电动汽车快速发展的瓶颈。
本文是在对大量的资料分析，电池特性及其发展现状的研究基础上,设计了可供纯电动汽车锂电池组充电使用的快速智能充电器。
文中对锂电池的充电是采用先横流后恒压最后再浮充的三段式的充电方法。
本文首先介绍了课题的背影及意义和电池的充电方法。
之后设计了主电路的拓扑，主电路部分主要包括功率因数校正电路及DC-DC变换电路，并对主电路的参数与器件进行了选择与设计。
而后对控制电路进行了设计，控制电路主要是基于DSP来实现对充电器的控制，DSP依据估算的电池SOC值划分三阶段充电，而恒流恒压主要通过PID调节实现。
同时本文还设计了电压，电流，温度等的检测电路，为防止过流过压及温度过高还设计了保护电路。
最后设计了充电器的软件部分，着重介绍了SOC算法及基于SOC的三阶段充电控制流程。
关键字：纯电动汽车，DSP，PFC，充电器IIIAbstractWith the world's energy problems and environmental issues become more and more prominent, electric vehicles have zero emissions and efficient features and therefore subject to more and more attention, but the pure electric vehicle charging problem still is the bottleneck in the fast development of electric vehicles. This paper designs available pure electric vehicle lithium batteries used in the rapid smart charger on the basis of a lot of data analysis, present situation and characteristics of the battery. In the paper, charging of lithium battery is using the first cross-flow, constant pressure last float three-stage charging method.This paper first Introduction back and significance of the subject and battery charging methods, After design the topological of the main circuity, the main part of the main circuit, including power factor correction circuit and DC-DC converter circuit, and the selection and design for the parameters and devices of the main circuits. Then the paper design the control circuit, the control circuit to implement the feedback control of the charger is based on DSP, the DSP based on the estimated SOC of battery is divided into three stages charging, and the realization of constant current constant voltage base on PID regulator. The article also designed the detection circuit of the voltage, current, temperature, etc., in order to prevent overcurrent, overvoltage and temperature the paper has also designed a protection circuit. Last design the software portion of the charger, highlighting the SOC algorithm and the SOC-based three-stage charge control process。
S8204B_AN_C
3. 1 6节串联保护电路（具备放电过电流保护功能）............................................................................................... 11 3. 2 6节串联保护电路（具备放电过电流保护功能、自动复原功能） ...................................................................... 12 3. 3 7节串联保护电路（具备放电过电流保护功能）............................................................................................... 13 3. 4 7节串联保护电路（具备放电过电流保护功能、自动复原功能） ...................................................................... 14 3. 5 8节串联保护电路（具备放电过电流保护功能）............................................................................................... 15 3. 6 8节串联保护电路（具备放电过电流保护功能、自动复原功能） ...................................................................... 16 3. 7 外接元器件一览（6 ~ 8节电池串联保护电路）................................................................................................ 17
S8209A_C
°C
－55 ~＋125
°C
注意 绝对最大额定值是指无论在任何条件下都不能超过的额定值。万一超过此额定值，有可能造成产品劣化等物理 性损伤。
800
600 8-Pin TSSOP
400
容许功耗 (PD) [mW]
200 SNT-8A
0
0
50
100
150
环境温度 (Ta) [°C]
图6 封装容许功耗 (基板安装时)
· 过放电解除电压
2.0 V ~ 3.4 V*5
(2) 可通过外接电容在输出端子上设定延迟时间
(3) 可在CTLC、CTLD端子上控制充电、放电和电量平衡
(4) 配置充电／放电的2种电量平衡功能*6
(5) 宽工作温度范围
－40°C ~ ＋85°C
(6) 低消耗电流
7.0 µA 最大值
(7) 小型封装
4.40
图2
图3
*1. 过充电滞后电压（VCU－VCL）可在0 V ~ 0.4 V范围内以50 mV为进阶单位来进行选择。 *2. 电量平衡滞后电压（VBU－VBL）可在0 V ~ 0.4 V范围内以50 mV为进阶单位来进行选择。 *3. 选择时，应使VCU＞VBU。
4
精工电子有限公司
Rev.2.2_00 ■ 引脚排列图
过充电 检测电压
[VCU]
4.100 V 4.250 V 3.900 V 3.900 V
过充电 解除电压
[VCL]
4.000 V 4.100 V 3.600 V 3.700 V
表1
电量平衡 检测电压
[VBU] 4.050 V 4.100 V 3.550 V 3.600 V
电量平衡 解除电压
XB8089单节大电流锂电保护芯片，移动电源5V3A，放电电流6A
XB8089单节大电流锂电保护芯片，移动电源5V3A，放电电
流6A
一般说明
XB8089系列产品是高度集成的锂离子/聚合物电池保护解决方案。
XB8089A内置MOSFET，高精度电压检测电路和延迟电路。
XB8089A ESOP-8封装，外围仅一颗电阻和电容。
XB8089A具有所有保护功能。
在电池应用中需要，包括过充电、过放电、过电流以及负载短路保护等。
准确的过充电检测电压，确保安全和充分利用充电。
超低待机功耗
该设备不仅针对数字移动电话，但也适用于任何其他手机，锂离子和锂聚合物电池供电，需要长期电池寿命的信息设备。
特征
·充电器反向保护
连接
·电池反向保护
连接
·集成先进的功率场效应晶体管
相当于20MΩRSS（开）
·ESOP8封装
·仅限外部电容器
要求的
·过温保护
·过充电电流保护
·两级过电流检测：
-过放电电流
-负载短路
·充电器检测功能
·0V电池充电功能
-内部产生延迟时间
·高精度电压检测
·低电流消耗
-操作模式：6μA典型。
-断电模式：3μA典型。
·符合RoHS标准，不含铅应用
单芯锂离子电池组
锂聚合物电池组。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
CMOS IC应用手册S-8209A系列的应用示例Rev.1.0_00S-8209A系列是带电量平衡功能的电池保护用IC。
本应用手册是说明有关使用S-8209A系列的具有代表性的电路连接示例的参考资料。
有关产品的详情和规格，请确认该产品的数据表。
使用S-8209A系列可构成以下应用电路。
• 2节以上的多节电池串联保护电路•带电量平衡功能的电池保护电路CMOS IC应用手册S-8209A系列的应用示例Rev.1.0_00目录1. 使用S-8209A系列的多节电池串联保护电路 (3)1.1 电池保护IC的连接示例 (3)1.2 工作说明 (4)1.2.1通常状态 (4)禁止充电状态 (5)1.2.2禁止放电状态 (6)1.2.3电量平衡功能 (7)1.2.4延迟电路 (7)1.2.51.3 时序图 (8)1.3.1过充电检测 (8)过放电检测 (9)1.3.22. 备有过放电状态通信功能的应用电路示例 (10)2.1 电池保护IC的连接示例 (10)2.2 工作说明 (11)2.3 过放电检测的时序图 (12)3. 注意事项 (13)4. 相关资料 (13)CMOS IC应用手册Rev.1.0_00S-8209A系列的应用示例1.使用S-8209A系列的多节电池串联保护电路S-8209A系列可以通过将CTLC、CTLD端子与其他的S-8209A系列CO、DO端子相连，构成多个串联连接电池的保护电路。
1. 1电池保护IC的连接示例图1表示使用S-8209A系列的多节电池串联保护电路示例。
图1注意 1. 上述参数有可能未经预告而更改。
2.上述连接图以及参数仅供参考，并不作为保证工作的依据。
请在进行充分的评价基础上设定实际的应用电路的参数。
CMOS IC应用手册S-8209A系列的应用示例Rev.1.0_001.2工作说明在此说明图1中的使用S-8209A系列的多节电池串联保护电路示例的工作。
1. 2. 1通常状态以下对通常状态下的工作进行说明。
由于CTLC3、CTLD3端子分别被下拉至VSS3电位，因此当BAT3高于过放电检测电压(V DL)且低于过充电检测电压(V CU)时，S-8209A (3)变为通常状态。
CO3, DO3端子均变为VSS3电位。
由于CTLC2、CTLD2端子分别通过CO3、DO3端子被下拉至VSS3电位，因此当BAT2高于V DL且低于V CU时，S-8209A(2)变为通常状态。
CO2、DO2端子均变为VSS2电位。
由于CTLC1、CTLD1端子分别通过CO2、DO2端子被下拉至VSS2电位，因此当BAT1高于V DL且低于V CU时，S-8209A(1)变为通常状态。
CO1、DO1端子均变为VSS1电位。
通常状态下各端子的状态如表1所示。
表1CTLC端子 CTLD端子电池的状态 CO端子 DO端子CTLC3 = VSS3 CTLD3 = VSS3 V DL＜BAT3＜V CU CO3 = VSS3 DO3 = VSS3CTLC2 = VSS3 CTLD2 = VSS3 V DL＜BAT2＜V CU CO2 = VSS2 DO2 = VSS2CTLC1 = VSS2 CTLD1 = VSS2 V DL＜BAT1＜V CU CO1 = VSS1 DO1 = VSS1通常状态下的S-8209A (1)通过外接在CO1、DO1端子上的双极晶体管(Tr1, Tr2)，使充电控制用FET(CFET)、放电控制用FET(DFET)均变为“ON”。
因此，可以通过连接在EB+－EB−之间的充电器或负载进行充放电。
CMOS IC应用手册Rev.1.0_00S-8209A系列的应用示例1. 2. 2禁止充电状态以下以S-8209A (3)检测到过充电，S-8209A (2)、(1)处于通常状态时为例，对禁止充电状态的工作进行说明。
由于充电当BAT3≥V CU时，S-8209A (3)变为过充电状态，CO3端子变为高阻抗状态。
S-8209A (2)的CTLC2端子通过CTLC端子源极电流(I CTLCH)被VDD2端子上拉。
因CO3端子处于高阻抗状态，所以CTLC2端子也随之变为VDD2电位。
因此，当CTLC2端子电位≥CTLC端子H电压(V CTLCH)时，S-8209A (2)也变为过充电状态，CO2端子变为高阻抗状态。
同样，S-8209A (1)的CTLC1端子通过I CTLCH被VDD1端子上拉。
因CO2端子处于高阻抗状态，所以CTLC1端子也随之变为VDD1电位。
因此，当CTLC1端子电位≥V CTLCH时，S-8209A (1)也变为过充电状态。
在这种情况下的各端子的状态如表2所示。
表2CTLC端子 CTLD端子电池的状态 CO端子 DO端子CTLC3 = VSS3 CTLD3 = VSS3 V CU≤BAT3 CO3 = High-Z DO3 = VSS3CTLC2 = VDD2 CTLD2 = VSS3 V DL＜BAT2＜V CU CO2 = High-Z DO2 = VSS2CTLC1 = VDD1 CTLD1 = VSS2 V DL＜BAT1＜V CU CO1 = High-Z DO1 = VSS1过充电状态的S-8209A (1)通过外接在CO1端子上的双极晶体管(Tr1)使CFET变为“OFF”。
在这种情况下，禁止通过连接在EB+－EB−之间的充电器进行充电。
进行如上所述的工作后，可经由CO端子－CTLC端子进行通信，将过充电状态从下段(S-8209A (3))传送到上段(S-8209A (1))。
当BAT1或BAT2≥V CU时，也同样禁止进行充电。
CMOS IC应用手册S-8209A系列的应用示例Rev.1.0_001. 2. 3禁止放电状态以下以S-8209A (3)检测到过放电，S-8209A (2)、(1)处于通常状态时为例，对禁止放电状态的工作进行说明。
由于放电当BAT3≤V DL时，S-8209A (3)变为过放电状态，DO3端子变为高阻抗状态。
S-8209A (2)的CTLD2端子通过CTLD端子源极电流(I CTLDH)被VDD2端子上拉。
因DO3端子处于高阻抗状态，所以CTLD2端子也随之变为VDD2电位。
因此，当CTLD2端子电位≥CTLD端子H电压(V CTLDH)时，S-8209A (2)也变为过放电状态，DO2端子变为高阻抗状态。
同样，S-8209A (1)的CTLD1端子通过I CTLDH被VDD1端子上拉。
因DO2端子处于高阻抗状态，所以CTLD1端子也随之变为VDD1电位。
因此，当CTLD1端子电位≥V CTLDH时，S-8209A (1)也变为过放电状态。
在这种情况下的各端子的状态如表3所示。
表3CTLC端子 CTLD端子电池的状态 CO端子 DO端子CTLC3 = VSS3 CTLD3 = VSS3 BAT3≤V DL CO3 = VSS3 DO3 = High-ZCTLC2 = VSS3 CTLD2 = VDD2 V DL＜BAT2＜V CU CO2 = VSS2 DO2 = High-ZCTLC1 = VSS2 CTLD1 = VDD1 V DL＜BAT1＜V CU CO1 = VSS1 DO1 = High-Z过放电状态的S-8209A (1)通过外接在DO1端子上的双极晶体管(Tr2)使DFET变为“OFF”。
在这种情况下，禁止通过连接在EB+－EB−之间的负载进行放电。
进行如上所述的工作后，可经由DO端子－CTLD端子进行通信，将过放电状态从下段(S-8209A (3))传送到上段(S-8209A (1))。
当BAT1或BAT2≤V DL时，也同样禁止进行放电。
CMOS IC应用手册Rev.1.0_00S-8209A系列的应用示例1. 2. 4电量平衡功能S-8209A系列备有以下2种的电量平衡功能。
(1) 充电电量平衡功能在图1中，由于充电当BAT3≥电量平衡检测电压(V BU)时，S-8209A (3)的CB3端子变为VDD3电位。
经此工作，电量平衡控制用FET(CBFET3)变为“ON”，通过电量平衡控制用FET对流入BAT3的充电电流进行分流。
这时，如果BAT1、BAT2低于V BU，与BAT1、BAT2的充电速度相比，则BAT3的充电速度显得相对平稳。
这称为充电电量平衡功能。
不论哪个电池的电压达到V BU，各自相对应的电量平衡控制用FET会变为“ON”，从而调整好电量平衡。
另外，由于放电，电池电压再次下降到电量平衡解除电压(V BL)以下时，S-8209A系列会使电量平衡控制用FET变为“OFF”。
(2) 放电电量平衡功能如“1. 2. 3禁止放电状态”所述，由于放电当BAT3≤V DL时，S-8209A (3)变为过放电状态，接着，通过DO3端子－CTLD2端子，S-8209A (2)也随之变为过放电状态。
这时，如果BAT2高于V DL，S-8209A (2)会使电量平衡控制用FET(CBFET2)变为“ON”。
这称为放电电量平衡功能。
接着，通过DO2端子－CTLD1端子，S-8209A (1)也随之变为过放电状态。
同样，如果BAT1高于V DL，S-8209A (1)会使电量平衡控制用FET(CBFET1)变为“ON”。
进行如上所述的工作后，当BAT3达到V DL以后，由于电压比BAT3高的BAT1、BAT2会通过各自的电量平衡控制用FET(CBFET1、CBFET2)进行放电，因此，经过一段时间后会调整好电量平衡。
当BAT1、BAT2的电压下降到V DL以下时，则电量平衡控制用FET会分别变为“OFF”。
注意组装如图1所示的保护电路时，在包含有电压≥V BL或电压≤过放电解除电压(V DU)的电池的情况下，在电池连接后，电量平衡控制用FET有可能变为“ON”。
1. 2. 5延迟电路如图1所示，仅在S-8209A (1)的CDT1端子上连接延迟电容时，无论哪个电池进行检测，均可以获得几乎相同的检测延迟时间(t DET)和解除延迟时间(t REL)。
(1) 检测延迟时间 (t DET)由于充电当BAT3≥V CU时，由于CDT3上没有连接电容，经数百μs左右的延迟时间后，CO3变为高阻抗状态，CTLC2端子变为VDD2电位。
同样，当CTLC2端子电位≥V CTLCH时，经数百μs左右的延迟时间后，S-8209A (2)的CO2端子变为高阻抗状态。
由于S-8209A (1)的CDT1端子上连接有0.01 μF的电容，经10.0 [MΩ] (典型值)×0.01 [μF] = 0.1 [s] (典型值)的延迟时间后，CO1变为高阻抗状态。
进行如上所述的工作后，由于整体的延迟时间可根据S-8209A (1)的延迟时间来确定，因此，无论哪个电池进行检测，均可以获得几乎相同的检测延迟时间。