锂电池保护IC的新功能

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锂电池保护IC的新功能:

除了上述的锂电池保护IC功能之外,现在还有一些新的功能值得我们注意,以东瑞电子所独家代理的"Ricoh"锂电池保护IC为例---R5426

(1) 充电时,过电流之保护:

当连接充电器在充电时突然有过电流发生(充电器损坏),即发生充电时过电流检测,此时将Cout将由High'Low,Power MOS由ON'OFF,达成保护之动作.

V-(Vdet4过电流检测电压)=I(充电电流)*Rds(on)*2

注:Vdet4为-0.1V

(2) 缩短测试时间:

假设测完一片PCB所需要花的时间为1秒,那100万片则需要100万秒,非常的耗时,同样的也很没有效率,故我们可以利用以下之功能来缩短测试时间.

(A) 当我们将R5426之DS pin open时,此时delay time为规格书上所示

(B) 当我们将R5426之DS pin接VDD时,此时delay time将只有1/90.

(C) 当我们将R5426之DS pin接Vim(min=1.2V,max=VDD-1.1V),此时将可忽略delay time

(3) 过充时锁住模式(Latch):

通常保护IC在过充电保护时经过一段延迟时间之后就会将Power MOS关掉(Cout),用以达到保护的目的,当锂电池电压一直下降到解除点(Overcharge Hysteresis Voltage)时就会回复,此时又会继续的充电,又保护,又放电充电放电,这种情形并不是一种很好的状况且安全性的问题将无法有效的获得解决.

锂电池一直重复着做着充电放电充电放电的动作, Power MOS的Gate将反复的High/Low,这样可能会使MOSFET变热.,也同时对于电池的寿命造成引想,由此可知Latch Mode的重要性。

假如锂电时保护电路在侦测到过充电保护时有Latch Mode,MOSFET将不会变热,且安全性相对的提高许多.

在侦测到过充电保护之后,只要有连接充电器在电池包上,此时之状态及到达过充时锁住模式,因此,虽然锂电池的电压一值下降,但不会发生再充电的情形.要解除这个状况,只要将充电器移除并连接负载即可回复充放电的状态。

(4) 缩小保护电路组件:

将过充电和短路保护用的延迟电容给内包到保护IC里面

保护IC的要求:

(A) 过度充电保护的高精化:

当锂离子电池有过度充电状态时，为防止因温度上升所导致的内压上升，须截止充电状态。此保护IC即检视电池电压，当侦测到过度充电时，则过度充电侦测的Power-MOSFET使之OFF而截止充电。此时所应注意者，就是过度充电的检测电压的高精度化，在电池充电时，使电池充电到饱满的状态是使用者很在意的问题，同时，兼顾到安全性的问题，就得在达到容许电压时截止充电状态。要同时符合这两个条件，就要有非常高精度的侦测器，目前精度为25mV，但将来势需有更精度的要求。

(B) 减低保护IC的耗电流达到过度放电保护目的:

已充过电的锂离子电池电随着使用时间，电池电压会渐减，最后低到规格标准值以下。此时就需要再度充电。若未充电而继续使用的话，恐就无法再充电了(过放电状态)。而为防止过放电状态，保护IC即要侦测电池电压的状态，一旦到达过放电侦测电压以下，就得使放电一方的Power-MOSFET OFF而截止放电。但此时电池本身仍有自然放电及保护IC的消费电流存在，因此需要使保护IC的耗电流降到最低的程度。

(C) 过电流/短路保护需有低侦测电压及高精度的要求:

因不明原因导致短路而有大电流耗损时，为确保安全而使之停止放电。在过电流的侦测是以Power MOS的Rds(on)为感应阻抗，以监视其电压的下降，此时的电压若比过电流侦测电压还高时即停止放电。为了使Power MOS的Rds(on)在充电电流与放电电流时有效的应用，需使该阻抗值尽量低，(目前约20mΩ ~30mΩ )。如此，过电流侦测电压就可较低。