R5460理光单节锂电池保护IC
R5460理光单节锂电池保护IC

VDD-VC=VC-VSS=3.2V, V-=0V→-1V VDD-VC=VC-VSS=3.2V, V-=-1V→0V VDD-VC=VC-VSS=3.2V VDD-VC=VC-VSS=3.2V, V-=0V→6.4V
8
0.7 -0.44 -0.23 -0.13
5
0.7
0.7
r5460_c1_3.doc/2009/03/02
2 节锂离子/锂聚合物可充电电池保护 IC
R5460xxxxxx 系列
概要
R5460xxxxxx 系列是高耐压、CMOS 工艺的电池保护 IC,用于 2 节串联锂离子/锂聚合物可充电电 池的过充电/过放电保护,还内置了负载短路保护电路以防止大的负载短路电流;内置了过电流保护电路 以防止放电过电流和充电过电流。
工作。
5
R5460xxxxxx
电气特性
R5460X2XXAA/AD/AE 版本
除非特别说明, Topt=25°C
符号
项目
条件
Min.
Typ.
Max.
单位
VDD1 工作输入电压
定义为 VDD-VSS
1.5
10.0
V
Vst 0V 充电允许最小电压
VDET1U 电池 1 过充电检测电压
VREL1U tVDET1 tVREL1
VDET3-0.015
VDET3 VDET3+0.015
V
tVDET3 tVREL3
放电过电流检测延迟时间 放电过电流解除延迟时间
VDET4 充电过电流检测电压
tVDET4 tVREL4
Vshort tshort
充电过电流检测延迟时间 充电过电流解除延迟时间 负载短路检测电压 负载短路检测延迟时间
锂电池保护ic电路工作原理

锂电池保护ic电路工作原理锂电池保护IC是一种用于锂电池组的电池管理系统的关键元件。
它的主要功能是监测和保护锂电池组的电压、电流和温度,以确保锂电池组的安全运行。
本文将从锂电池保护IC的工作原理、结构和应用等方面进行描述。
一、锂电池保护IC的工作原理锂电池保护IC是通过监测锂电池组的电压、电流和温度等参数来实现对锂电池组的保护。
它通过内部的比较器对这些参数进行比较和判断,当锂电池组的状态异常时,锂电池保护IC会采取相应的保护措施,以防止电池的过充、过放、过流和过温等情况的发生。
锂电池保护IC通常由电压检测电路、电流检测电路、温度检测电路和保护控制电路等部分组成。
其中,电压检测电路用于监测锂电池组的电压,当电压超过预设的上限或下限时,锂电池保护IC会发出保护信号,从而切断电池与外部电路的连接,以防止电池的过充或过放。
电流检测电路用于监测锂电池组的充放电电流,当电流超过预设的上限时,锂电池保护IC会采取相应的措施,如切断电池与外部电路的连接,以防止电池的过流。
温度检测电路用于监测锂电池组的温度,当温度超过预设的上限时,锂电池保护IC会采取相应的措施,如切断电池与外部电路的连接,以防止电池的过温。
保护控制电路是锂电池保护IC的核心部分,它通过对上述检测电路的监测结果进行比较和判断,确定是否需要采取相应的保护措施。
当锂电池组的状态异常时,保护控制电路会发出保护信号,从而触发保护措施的执行。
二、锂电池保护IC的结构锂电池保护IC通常由芯片、封装和引脚等部分组成。
芯片是锂电池保护IC的核心部分,它集成了电压检测电路、电流检测电路、温度检测电路和保护控制电路等功能。
封装是将芯片封装在外部保护壳中,以保护芯片的安全和稳定工作。
引脚是芯片与外部电路之间的连接接口,通过引脚可以实现芯片与外部电路的通信和控制。
锂电池保护IC的结构设计主要考虑芯片的功能、尺寸和功耗等因素。
在实际应用中,锂电池保护IC的尺寸通常很小,以适应电子产品的小型化和轻便化的需求。
理光锂电保护芯片R5426原理及应用

理光锂电保护芯片R5426原理及应用2004 年6 月A 版如今便携式电子产品越来越受欢迎,其电池设备也成为关注的焦点,由于锂离子电池和聚合锂电池能量密度大、使用时间长、满足环保要求,已逐渐取代镍镉电池和镍氢电池,成为便携式设备的首选充电电池。
理光锂电保护芯片R5426 系列是为应用在便携设备(如蜂窝电话,PDA)的单节锂离子电池而设计的。
R5426 系列是单节可充锂离子/聚合物电池的过充/放电/过电流保护芯片,它也包括一个短路电流保护器,避免外电路短路时的大电流。
R5426 系列采用高耐压工艺制造,耐压不低于28V,封装为6-pin,SOT23- 6 或SON-6,具有低耗电, (供电电流典型值3.0uA, 待机电流典型值0.1uA),高精度的检测器阀值,多种保护极限器阀值, 内置输出延时,还有0V 可充功能,具有过充保护后锁定功能.R5426 系列的原理框图如图1。
每个IC 有四个电压检测器,一个参考电路单元,一个延时电路,一个短路保护器,一个振荡器、计数器和一个逻辑电路组成。
当充电电压或充电电流由小变大,超过这两者相应检测器(VD1、VD4)的阀值电平时,输出引脚Cout,即过充电保护检测器/VD1 和充电过流检测器/VD4 的输出电压经过内部相应延时就转为低电平。
在过充或充电过流之后,电池包离开充电器并有负载连接到VDD,并当电池的电压降到过充检测值之下时,这两个相应检测器(VD1、VD4)被复位并且Cout 的输出变为高电平。
如果电池包仍在充电器上,即使电池的电压降到过充检测值之下时,过充保护状态仍不会解除。
DOUT 脚为过放电检测器(VD2)和放电过流检测器(VD3)的输出脚。
当放。
单节锂电池保护解决方案(3)

单节锂电池保护解决方案(3)CSS-3---单节电池保护解决方案引言:前面两节分别介绍了PCM的几种方案,本节聚焦于PCM 的性能评估以及可能遇到的问题优化。
1. 功率(MOSFET)的性能要求离子电池容量从早期的600mAh、1000mAh到现在已经达到6000mAh、10000mAh。
为了实现更快的充电速度和更短的充电时间,通常采用增加(电流)和大电流充电的快充技术。
大电流充电对电池组中的功率MOSFET提出了更高的技术要求。
此外在生产线和使用过程中,对大容量(锂离子电池)有一些特定的技术要求。
所有这些因素都对大容量锂离子电池PCM中功率MOSFET的充放电管理提出了严格的技术设计挑战。
为了实现功率MOSFET的低导通电阻RDSon,有必要提高MOSFET单元密度。
其他技术也用于降低电阻,例如厚金属键合线和薄晶片。
N沟道功率MOSFET可以以减小的形状因数实现较低的导通电阻RDSon。
功率MOSFET封装通常使用引线,为了进一步降低导通电阻,在PCM中通过使用新的(芯片)级CSP封装技术完全消除了封装线电阻。
同时芯片级CSP的封装技术具有更好的导热性,从而降低功率MOSFET的温升,这有助于提高其可靠性。
使用CSP封装技术的功率MOSFET在没有外部塑料外壳和其他材料保护的情况下,在PCM生产过程中会受到各种热应力和(机械)应力的影响,例如(PCB)板的焊接过程,这可能会导致模具开裂的高风险。
因此应使用各种技术,例如在功率MOSFET芯片表面涂覆新材料,以确保其抵抗机械应力和热应力的能力,并提高可靠性。
短路能力大容量锂离子电池在应用中,特别是在极端条件下,如输出负载短路,会有非常大的电流通过电池。
当IC(检测)到输出过流时,它将延迟一段时间以进行保护动作。
在延迟时间期间,MOSFET的工作电流非常大,这要求MOSFET对大电流应力具有鲁棒性,因此所有锂离子电池都需要进行短路测试。
理论上芯片尺寸越大,对短路电流的鲁棒性越强。
电源管理(锂电池,控制IC)

VDD
R 5 4 2 6 S eries
DS
V-
VSS
DOUT
COUT
在外部电容短路时会产生浪 涌电流
R5426 可以省去这个外部延时电容
九、锂电池保护 IC 工作模式 Auto Release(自恢复) 版本
过充保护: 当充电器对电池进充电时,电池电压会缓步上升,当达到 Vdet1 时,保护 IC 会动 作、此时 Cout 的电平会由高电平转为低电平,使充电器无法继续对电芯进行充 电,从而达到保护效果。
二、保护器件 MOS 市场定位 低端 MOS 管以大陆为主:南科、光宇 主要针对低成本的锂电池保护方案、因此产品晶片稍差、封装工艺不成熟、发热严重,
内阻大。可用低端小电流产品(如 MP3 类) 中端 MOS 管以台系为主:AOS、勤益、茂达、华茂粤等 主要针对中端客户的锂电池保护方案、此产品技术一般大多数不带 ESD 保护功能,性能
Battery Pack
C urrent D irection
Excess Current /
Short C ircuit
VSS D etector
V-
DOUT
Excess Load Current or
Short Circuit
IC 过 放 电 流 检 测 是 通 过 对 V-脚 与 VSS 脚 的 电 压 差 来 做 参 考 的 , 所 以 当 V- 脚 检 测 到 0 .2 V( 3 0 m V )并 在 IC 所 要 求 的 延 时 范 围 内 时 ,就 会 通 过 D o u t 脚 位 来 切 断 放 电 回 路 。 IC 所 能 够 做 到 的 放 电 电 流 也 需 要 取 决 于 M osfet 的 内 阻 。 计 算 公 式 : V-(过 电 流 检 测 电 压 )=I(放 电 电 流 )*Rds(on)*2 假 设 V-=0.2V, Rds(on)=25m Ω ,则 保 护 电 流 的 大 小 为 I=4A 注 :短 路 电 流 检 测 一 样 要 求 只 是 IC 的 短 路 电 流 检 测 电 压 会 比 较 大( R 5 4 0 2 V s h o rt:0 .8 V )。
FM3113(单节锂电池保护IC)pdf

特点
高精度电压检测电路 各延迟时间由内部电路设置(无需外接电容) 有过放自恢复功能 工作电流:典型值 3uA,最大值 6.0uA(VDD=3.9V) 连接充电器的端子采用高耐压设计(CS 端和 OC 端,绝对最大额定值是 20V) 有 0V 电池充电功能 宽工作温度范围:-40℃~+85℃ 采用 SOT23-6 封装
--
1.5
--
1.5
耗电流
--
8
V
--
20
V
IDD
VDD=3.9V
IOD
VDD=2.0V
--
3.0
6.0
uA
--
--
0.1
uA
检测电压
VCU VCR VDL VDR VDIP VSIP
----VDD=3.6V VDD=3.0V
4.375 4.150 2.750 2.950 120
0.7
4.400 4.200 2.800 3.000 150
允许向 0V 电池充电功能
1.2
--
--
V
第3页共7页
Version 1.0
深圳市富满电子有限公司
SHENZHEN FUMAN ELECTRONICS CO., LTD.
FM3113(文件编号:S&CIC1334)
延迟时间参数
单节锂电池保护 IC
项目
符号Βιβλιοθήκη 测试条件1.04.425
V
4.250
V
2.850
V
3.050
V
180
mV
1.3
V
VCIP
--
-170
-200
锂电池保护IC选型表(单双节、多节、均衡)

Ricoh Ricoh Ricoh Ricoh Ricoh
Ricoh
R5432V410BC R5432V412BA R5432V413BA R5432V416BA R5432V418BC
R5432V419BD
Ricoh
Ricoh Ricoh
Ricoh
R5432V420BD
R5432V501BA R5432V502BA
过电流 检测方式
Rsens Rsens Rsens Rsens Rsens Rsens Rsens Rsens Rsens Rmos
Rmos
Rmos Rmos
Rmos
Rmos
Rmos
Rmos
Rmos
Rmos Rmos Rmos Rmos Rsens Rsens Rsens Rsens Rsens Rsens Rsens Rsens
注:红色 字体为重
IC品牌 IC型号
NEOTEC NEOTEC NEOTEC NEOTEC NEOTEC NEOTEC NEOTEC NEOTEC NEOTEC
Ricoh
NT1775-JPM NT1775-GNG NT1775-ENK NT1775-EXG NT1775-DNX NT1777A-TDA NT1777A-FKA NT1777A-FWA NT1777A-FQA R5431V301AA
3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S
3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S
3S/4S/5S
3S/4S/5S
3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S
3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S 3S/4S/5S
R5460 锂电保护IC

VC-VSS=2.0V 过放状态=YES 充电器=NO VDD-VC=4.43.5V过充状态=NO
12.Code list推荐
Vdet3&Vdet4:-0.2v&-0.2v可以搭配比较便宜的Mosfet -Vdet3=过放电流保护 -Vdet4=过充电流保护 自恢复功能:过充/过放后可以继续充电Vdet3 &Vdet4 替代: 201AB>>207AA、 202AA>>208AA
6.功能选择推荐
版本 R5460X2XXAA R5460X2XXAB R5460X2XXAC R5460X2XXAD
模式
自恢复
过充 自恢复
支持
过放 自恢复
支持
过充 检测电压
4.1-4.5V
静态电流
1.2uA(Typ)
锁定 锁定 自恢复
支持 支持 支持
不支持 不支持 支持
4.1-4.5V 4.1-4.5V 3.6-4.0V
V REL1U
过充电 恢复检测 4.15V 4.05V 4.15V 4.05V 4.15V 4.15V 4.05V
V REL1L
过充电 恢复检测 4.15V 4.05V 4.15V 4.05V 4.15V 4.15V 4.05V
过充电电 过充电电 过放电电压 压检测 压检测 检测 4.35V 4.35V 2.3V 4.25V 4.25V 2.4V 4.35V 4.35V 2.3V 4.29V 4.29V 2.9V 4.35V 4.35V 2.3V 4.35V 4.35V 2.3V 4.25V 4.25V 2.4V
CO DE
Type
Dual 3.65V Dual 3.65V
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检测到过放电之后,解除过放电保护的条件如下: A/D 版本:给电池接上充电器,只要电池电压大于等于过放电检测电压;或者,不接充电器,只要 电池电压高于过放电解除电压,过放电保护就会解除,DOUT 输出变回高电平。 C 版本:给电池接上充电器,只要电池电压大于等于过放电检测电压,过放电保护就会解除,DOUT 输出变回高电平。 E 版本:不论电池是否接上充电器,只要电池电压大于等于过放电解除电压,过放电保护就会解除, DOUT 输出变回高电平。 F 版本:给电池接上充电器,只要电池电压大于等于过放电解除电压,过放电保护就会解除,DOUT 输出变回高电平。 对于 A/C/D 版本,在连接充电器的情况下,过放电检测器没有滞回功能。对于 E/F 版本,即使充电 器连接在电池上,过放电检测器仍然存在滞回功能。 即使电池自放电到 0V,仍然允许对其充电。 检测到过电流或负载短路后,通过将负载从电池上移除,过电流保护或负载短路保护就会被解除, DOUT 的电平会跳回高电平。 在检测到过放电后,通过暂停内部电路的工作,消耗电流将变得非常小。 当引脚COUT的输出是高电平时,如果V-引脚电平被设定在延时缩短模式的电压阈值(典型值为-1.6V),检 测延迟时间可以被缩短。特别是,过充电检测延时可以被缩短到约为原来的1/60。因此,可以减少保护 电路板的测试时间。COUT引脚和DOUT引脚都是CMOS输出。
2
框图
A/D/E/F 版本 VDD
过充电检测器 VD1U
振荡器
过放电检测器 VD2U
Vc
过充电检测器 VD1L
充电过电流 检测器 VD4
计数器
延时缩短电路
逻辑 电路
电平转换器
延迟电路
负载短路 检测器
逻辑 电路
VSS C 版本
VDD
Vc
过放电检测器 VD2L
放电过电流 检测器 VD3
DOUT COUT
SOT23-6 PLP1820-6
1
3
符号 DOUT
描述 过放电检测和保护的输出引脚(CMOS 输出)
2
1
COUT
过充电检测和保护的输出引脚(CMOS 输出)
3
2
V-
充电器的负端输入引脚
4
6
VC
两节串联电池中间电压的监测输入引脚
5
5
VDD
电源电压引脚,提供 IC 的衬底电位
6
4
VSS
VSS 引脚,IC 的接地引脚
r5460_c1_3.doc/2009/03/02
2 节锂离子/锂聚合物可充电电池保护 IC
R5460xxxxxx 系列
概要
R5460xxxxxx 系列是高耐压、CMOS 工艺的电池保护 IC,用于 2 节串联锂离子/锂聚合物可充电电 池的过充电/过放电保护,还内置了负载短路保护电路以防止大的负载短路电流;内置了过电流保护电路 以防止放电过电流和充电过电流。
Ioh=-50µA, VDD-VC=VC-VSS=3.2V
6.8
7.4
V
IDD 消费电流
IS
待机电流
VDD-VC=VC-VSS=3.2V, V-=0V VDD-VC=VC-VSS=1.9V
b
用于指定 R5460 系列中过充电、过放电、放电过电流检测阈值。
c
用于指定过充电检测延时和放电过电流检测延时。
d
用于指定各版本型号
e
用于指定卷带类型:TR(参照卷带规格)
引脚配置
SOT-23-6
6
5
4
DFN(PLP)1820-6 654
正面
正面
1
2
3
12 3
4
R5460xxxxxx
引脚定义
引脚编号
或更低时,则过充电检测延时和过放电检测延时都将被缩短 (过充电检测延时
将被缩短到约为通常状态的 1/60)。
z 0V 电池充电功能可选择………允许
z 超小封装………………………SOT-23-6,DFN(PLP)1820-6
用途
• 锂离子/锂聚合物可充电电池的过充电/过放电/过电流保护器件 • 使用锂离子/锂聚合物可充电电池供电的手机等便携式电子设备的高精度保护器件
过放电保护解除电压
0.2V-0.7V 步进单位 0.1V(VH2U/VH2L)
z 内部设定的检测延迟时间……过充电检测延时
1.0s
过放电检测延时
128ms
放电过电流检测延时
12ms
充电过电流检测延时
8ms
负载短路检测延时
300μs
z 检测延时缩短功能……当 COUT 为“高”时,如果 V- = -1.6V(延时缩短模式的电压阈值,典型值为-1.6V)
R2=330Ω 检测电源电压下降沿 检测电源电压上升沿 VDD-VC=3.2V→1.9V, VC-VSS=3.2V VDD-VC=1.9V→3.2V, VC-VSS=3.2V 检测电源电压下降沿 检测电源电压上升沿 检测 V-引脚电压上升沿
VREL1L-0.05 VREL1L VREL1L+0.05 V
VDD=4.5V→3.2V, VC-VSS=3.2V
检测电源电压上升沿 R2=330Ω R2=330Ω (Topt=-5~55°C) *注
1.8
V
VDET1U-0.025 VDET1U VDET1U+0.025 V VDET1U-0.030 VDET1U VDET1U+0.030 V
VREL1U-0.050 VREL1U VREL1U+0.050 V
VDET3-0.015
VDET3 VDET3+0.015
V
tVDET3 tVREL3
放电过电流检测延迟时间 放电过电流解除延迟时间
VDET4 充电过电流检测电压
tVDET4 tVREL4
Vshort tshort
充电过电流检测延迟时间 充电过电流解除延迟时间 负载短路检测电压 负载短路检测延迟时间
VDD-VC=VC-VSS=3.2V, V-=0V→0.5V VDD-VC=VC-VSS=3.2V, V-=3V→0V
150
12
1.2 -0.40 -0.20 -0.10
8
1.2
1.1
300
16
ms
1.7
ms
-0.36
-0.17
V
-0.07
11
ms
1.7
ms
1.5
V
500
µs
Rshort VDS VOL1
放电过电流保护解除电阻 延时缩短模式的电压 COUT 引脚对应 Nch 的导通电压
VDD-VC=VC-VSS=3.2V, V-=1V VDD-VC=VC-VSS=4.0V Iol=50µA, VDD-VC=VC-VSS=4.5V
0.7
1.0
1.3
s
11
16
21
ms
VDET1L-0.025 VDET1L VDET1L+0.025 V VDET1L-0.030 VDET1L VDET1L+0.030 V
VREL1L VDET2U VREL2U tVDET2 tVREL2 VDET2L VREL2L VDET3
电池 2 过充电解除电压 电池 1 过放电检测电压 电池 1 过放电解除电压 过放电检测延迟时间 过放电解除延迟时间 电池 2 过放电检测电压 电池 2 过放电解除电压 放电过电流检测电压
VDET2U×0.975 VDET2U VDET2U×1.025 V
VREL2U×0.975 VREL2U VREL2U×1.025 V
89
128
167
ms
0.7
1.2
1.7
ms
VDET2L×0.975 VDET2L VDET2L×1.025 V
VREL2L×0.975 VREL2L VREL2L×1.025 V
该系列中的每款 IC 均由六个电压检测器,一个基准单元,一个延时电路,一个负载短路保护电路, 一个振荡器,一个计数器和一个逻辑模块构成。当充电电压/充电电流由低变高,超过了对应检测器的阈 值时,在一个内置固定延时后,引脚 COUT 的输出就会切换到低电平。解除过充电保护的方法:检测到过 充电或充电过电流之后,将电池与充电器断开,再接上负载,当电池电压低于过充电检测器阈值时,过 充电检测器才可以被重置,COUT 输出才会变回高电平。如果充电器一直连接在电池上,当电池电压低于 过充电解除电压时,过充电保护就会被解除。
产品型号说明
在 R5460xxxxxx 系列中,可以选择过充电,过放电,放电过电流检测器的电压检测阈值。封装和卷
带类型也可供选择。
对产品型号构成规则的说明如下:
R5460x xxxxx-xx ← 型号
↑ ↑ ↑↑ ↑
a b cd e
编号
内容
a
用于指定封装类型 N:SOT-23-6 K:DFN(PLP)1820-6
(注意) DFN(PLP)1820-6 封装背面中心处的电位为衬底 VDD 电位。设计时请不要将其短接到其它电位上。
绝对最大额定值
符号
符号说明
额定值
单位
VDD
VC V-
VCOUT VDOUT
PD Topt
电源电压
输入电压 两节串联电池的中间电压 V-引脚电压(充电器负端输入引脚) 输出电压 COUT 引脚电压 D OUT 引脚电压 容许功耗
25
40
75
kΩ
-2.2
-1.6
-1.0
V
0.4
0.5
V