锂电池保护IC应用培训

1、电源管理 锂电池保护 编写：xrg 时间：2009-10-23 修改时间：2009-10-23 版本：Ver1.0 For 锂电保护IC 锂电保护IC市场定位 保护器件MOS市场定位 Ricoh锂电池保护IC型号命名规则 保护IC耗流特点 锂电池保护IC特点 IC保护原理 延时电容内置 锂电池保护IC工作模式 平衡电路原理 双节锂电保护方案 * 双节保护IC参数特点 * 双节保护IC命名规则 * 双节保护IC参数表 锂电保护IC市场定位 内置高精度电压检测电路和延迟电路，是用于锂离子/锂聚合 物可充电电池的保护IC。 台系台系IC（DW01+、CS213、HY2110系列。）系列。） 主要针对

2、低成本的锂电池保护方案、与理光R5402、精工S-8261系 列IC引脚定义相同。 日系日系IC（精工（精工S-8261系列、理光系列、理光R5402系列）系列） 主要针对高成本（高端客户）的锂电池保护方案 R5402N系列系列 主要针对要求功能齐全的锂电池保护方案（内置过充电电流保护检测 电路）、其他IC无过充电流保护检测功能。 R5405N/K 系列系列 主要针对小封装，主要应用于客户对空间极为敏感的锂电池保护方案 （适合应用在蓝牙MP3等产品上）。 双节理光双节理光R5460N Typ.) 延时电容内置 外置延时电容外置延时电容 For过充电延时过充电延时 VDD V- COUT DOU

3、T VSS DS R5426 Series 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 延迟时间：TYP. 200400s 外置延时电容外置延时电容 For短路延时短路延时 延时电容内置 锂电池保护IC工作模式 Auto Release（自恢复） 版本 过充保护：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。 解除保护条件解除保护条件 方法1：当充电器一直连着的状态下电芯电压低于Vrel1时充电器又会给电池进行充电。 方法2：只

4、要是重新连接充电器情况下就会继续充电（当进入过充保护只要拔下充电器 就会解除保护）。 注：接上充电器，只要符合以上任何一种情况，Cout电平会由低电平转为高电平，从而达到解除保护。 过放保护：过放保护： 当电池经由负载放电，电芯电压会持续下降达到Vdet2以下时，保护IC会进行保护动作、 此时Dout脚位会由高电平变为低电平，从而关断Mosfet使电芯无法继续对负载进行放电。 解除保护条件解除保护条件 方法1：接充电器的情况下，只要高过Vdet2既可以解除保护 方法2：不接充电器的情况下，电芯电压必须高过Vrel2才能解除保护 注：接上充电器或电芯电压高过Vrel2时，Dout会由低电平变为高

5、电平从而使Mosfet导通可以继续让电芯对负载进 行放电。 锂电池保护IC工作模式 Latch Mode（锁定） 版本 过充保护：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。 解除保护条件解除保护条件 必须要符合两项条件才能解除保护（Cout由低电平变为高电平） 1、电芯电压低于Vdet1 2、必须移除充电器 过放保护：过放保护： 当电池经由负载放电，电芯电压会持续下降达到Vdet2以下时，保护IC会进行保护动作、 此时Dout脚位会由高电平变为低电平，

6、从而关断Mosfet使电芯无法继续对负载进行放电。 解除保护条件解除保护条件 连接充电器即可解除保护。 平衡电路原理 对多串电池进充电时,电池电压会缓步上升，当电池电压不均衡的情况下其中有 一电池先充满达到4.2V时，此节平衡监控IC会动作、Cout的电平会由高电平转 为低电平（平衡电路控制MOS管采用PMOS由低电平开启），启动平衡电路分 流将部份电流分给前后端电池。 平衡电路原理 先到达4.2V时，平衡电 路开启，分流如红线走向 选型比较 针对过充电电压要求比较高针对过充电电压要求比较高 *R5400N，R5402N，R5405K不能Pin To Pin。 *R5405N 、R5402N

7、Pin To Pin。 选型比较 针对过放电电流比较小针对过放电电流比较小 *R5400N，R5402N，R5405K不能替代。 *R5426N和R5402N以及R5405N可以替代，过放电小电流适合目前市场上消耗电 流比较小的产品，例如：蓝牙耳机、MP3(不支持彩屏显示）等。 选型比较 针对过放电电流比较大针对过放电电流比较大 * R5400N，R5402N不能替代，适合目前市场上对负载电流要求比较大的产品， 例如：PMP、MP4、DSC、DV、3G手机等。 选型比较 针对过放电电压比较高针对过放电电压比较高 *适合锂聚合物电芯，适合MP3等产品 推荐设计 n从图例可以看到会有21V左右的电

8、压窜到Cout脚位，造成IC误 动作更严重会导致IC的损坏。 关于充电器反关于充电器反 接接 推荐设计 n从图例可以看到如果要做到防止客户因为反接充电器所造成的误动作， 只需在Cout脚串接一颗电阻并在Mos管两端并接一个二极管就可以避免 IC误动作。 n注意：如果是R5402系列时Cout端所串接电阻不建议大过10K，如果电 阻太大有可能会与IC内部产生一个高通滤波器导致Dout出现不规则脉冲 波形从而误动作。 防止充电器反防止充电器反 接接 推荐设计 从图例A可以看到如果V-端电阻靠近IC， 那么这个属于正确设计方式。 图例B看到V-端电阻远离IC V-端，这样 属于错误的设计理念。 n高

9、频干扰的问题高频干扰的问题 推荐设计 n针对高频干扰导致IC误动作问题，最好解决方法就是在PCB Layout时 尽量做到将图例中红色线条标识的线路尽可能的短，器件尽可能的靠近 IC。 n关于高频干扰的解决方法关于高频干扰的解决方法 推荐设计 产品ESD设计注意事项 aPCB Layout （其中PCB设 计最为主要）。 b外围器件的选型 cIC承受ESD的能力 ESD注意事项 双节锂电保护方案 双节保护IC参数特点 双节保护IC命名规则 双节保护IC参数表 参数特点 R5460基本特征基本特征 最大输入电压：最大输入电压：30V 低耗流：低耗流：4.0uA 过放电保护自恢复模式：过放电保护自

10、恢复模式： 1.2uA(Typ) 过放电保护锁定模式过放电保护锁定模式 ： 0.1uA(Max) 内置延迟时间电路：不需要外接延时电容内置延迟时间电路：不需要外接延时电容 支持支持0V起充起充 封装封装: SOT-23-6、PLP1820-6 双节保护IC命名规则 R5460命名方式命名方式 R5460N202AA：N：代表封装（N、SOT-23-6;K、PLP1820-6) 202：代表参数版本 A：代表延时 A：代表功能版本 （A过充保护，过放保护自恢复；B 过充保护自恢复，过放保护锁定） 双节保护IC参数 *适合电动工具，电动玩具（航模，电动汽车，电动船），影音产品（适合电动工具，电动玩

11、具（航模，电动汽车，电动船），影音产品（PDVDPDVD） 推荐的原理图 *关于C3电容的作用： C3电容设计上来主要是基于安全考虑，为了更好的保障电池的安全，在Latch Mode版本的IC这个电容必须增加，在AutoRelease版本的IC 可以省略。 功能选择推荐 版本版本模式模式 过充过充 自恢复自恢复 过放过放 自恢复自恢复 过充过充 检测电压检测电压 静态电流静态电流 R5460X2XXAA 自恢复支持支持4.1-4.5V1.2uA(Typ) R5460X2XXAB 锁定支持不支持4.1-4.5V0.1uA(Max) R5460X2XXAC 锁定支持不支持4.1-4.5V0.1uA

12、(Max) R5460X2XXAD 自恢复支持支持3.6-4.0V1.2uA(Typ) *R5460X2XXAD For 磷酸铁锂磷酸铁锂 ON/OFF 动作 ON/OFF 动作 电芯电芯1充电充电电芯电芯2 AA Type AutoRelease AC Type Latch 充电充电放电放电充电充电放电放电 过充电过充电OFF过放电OFFONOFFON 过放电过放电OFF过充电OFFONONOFF 过放电过放电ON过充电OFFONOFFON Dout & Cout =Off : 不会同时发生 AA=自恢复型号:过充保护有优先权关断 AC=锁定型号:优先检测到的状态,优先关断,如果带充电器,过充保护将优先启动 相同操作:这些操作类似SII 磷酸铁锂版本 3.65V Version=AD Type