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殖乔
5 years ago
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1 概述 FM2113 内置高精度电压检测电路和延迟电路, 是用于单节锂离子 / 锂聚合物可再充电电池的保护 IC 此 IC 适合于对单节锂离子 / 锂聚合物可再充电电池的过充电过放电和过电流进行保护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) 允许 0V 电池充电功能宽工作温度范围 :-40 ~+85 采用 SOT23-6 封装产品应用 1 节锂离子可再充电电池组 1 节锂聚合物可再充电电池组引脚示意图及说明 SOT23-6 引脚号引脚名称引脚说明 1 OD 放电控制用 MOSFET 门极连接端 VSS 6 VDD 5 NC 4 2 CS 过电流检测输入端, 充电器检测端 3 OC 充电控制用 MOSFET 门极连接端 4 NC 悬空 OD CS OC 5 VDD 电源端, 正电源输入端 6 VSS 接地端, 负电源输入端第 1 页共 7 页 Version 1.0

2 内部框图 OC OD 振荡器电平移动计数器 VDD 过充电检测比较器充许向 0V 电池充电电路或禁止向 0V 电池充电电路逻辑电路短路检测器过放电检测比较器充电过流检测比较器放电过流检测比较器 VSS CS 绝对最大额定值 (VSS=0V,TA=25, 除非特别说明 ) 项目符号规格单位 VDD 和 VSS 之间输入电压 V DD VSS-0.3~VSS+10 V OC 输出端电压 V OC VDD-20~VDD+0.3 V OD 输出端电压 V OD VSS-0.3~VSS+0.3 V CS 输入端电压 V CS VDD-20~VDD+0.3 V 工作温度范围 T OP -40~+85 储存温度范围 T ST -40~+125 容许功耗 P D 250 mw 第 2 页共 7 页 Version 1.0

3 电气特性电气参数 ( 延迟时间除外 VSS=0V,TA=25, 除非特别说明 ) 输入电压项目符号测试条件最小值典型值最大值单位 V DD -V SS 工作电压 V DSOP V V DD -CS 工作电压 V DSOP V 耗电流工作电流 I DD V DD =3.9V ua 静态电流 I OD V DD =2.0V ua 检测电压过充电检测电压 FM2113A FM2113B. V CU FM2113C V 过充电释放电压 V CR V 过放电检测电压 V DL V 过放电释放电压 V DR V 放电过流检测电压 V DIP V DD =3.6V mv 负载短路检测电压 V SIP V DD =3.0V V 控制端输出电压 OD 端输出高电压 V DH -- V DD -0.1 V DD V OD 端输出低电压 V DL V OC 端输出高电压 V CH -- V DD -0.1 V DD V OC 端输出低电压 V CL V 向 0V 电池充电的功能充电器起始电压 V 0CH 允许向 0V 电池充电功能 V 第 3 页共 7 页 Version 1.0

4 延迟时间参数项目符号测试条件最小值典型值最大值单位过充电检测延迟时间 T OC V DD =3.9V 4.5V ms 过放电检测延迟时间 T OD V DD =3.6V 2.0V ms 放电过流检测延迟时间 T DIP V DD =3.6V,CS=0.4V ms 充电过流检测延迟时间 T CIP V DD =3.6V,CS=-0.2V ms 负载短路检测延迟时间 T SIP V DD =3.0V,CS=0.3V us 应用电路图 PB+ R1 100Ω VDD 电池 C1 0.1uF VSS OD OC CS M1 M2 R2 2KΩ PB- 标记器件名称用途最小值典型值最大值说明 R1 电阻限流稳定 VDD 加强 ESD 100Ω 100Ω 200Ω *1 R2 电阻限流 1KΩ 2KΩ 2KΩ *2 C1 电容滤波, 稳定 VDD 0.01uF 0.1uF 1.0uF *3 M1 N-MOSFET 放电控制 *4 M2 N-MOSFET 充电控制 *5 备注 :*1 R1 连接过大电阻, 由于耗电流会在 R1 上产生压降, 影响检测电压精度当充电器反接时, 电流从充电器流向 IC, 若 R1 过大有可能导致 VDD-VSS 端子间电压超过绝对最大额定值的情况发生 *2 R2 连接过大电阻, 当连接高电压充电器时, 有可能导致不能切断充电电流的情况发生但为控制充电器反接时的电流, 请尽可能选取较大的阻值第 4 页共 7 页 Version 1.0

5 *3 C1 有稳定 VDD 电压的作用, 请不要连接 0.01μF 以下的电容 *4 使用 MOSFET 的阈值电压在过放电检测电压以上时, 可能导致在过放电保护之前停止放电 *5 门极和源极之间耐压在充电器电压以下时,N-MOSFET 有可能被损坏工作说明正常工作状态此 IC 持续侦测连接在 VDD 和 VSS 之间的电池电压, 以及 CS 与 VSS 之间的电压差, 来控制充电和放电当电池电压在过放电检测电压 (VDL) 以上并在过充电检测电压 (VCU) 以下, 且 CS 端子电压在充电过流检测电压 (VCIP) 以上并在放电过流检测电压 (VDIP) 以下时,IC 的 OC 和 OD 端子都输出高电平, 使充电控制用 MOSFET 和放电控制用 MOSFET 同时导通, 这个状态称为正常工作状态此状态下, 充电和放电都可以自由进行注意 : 初次连接电芯时, 会有不能放电的可能性, 此时, 短接 CS 端子和 VSS 端子, 或者连接充电器, 就能恢复到正常工作状态过充电状态正常工作状态下的电池, 在充电过程中, 一旦电池电压超过过充电检测电压 (VCU), 并且这种状态持续的时间超过过充电检测延迟时间 (TOC) 以上时,FM2113 会关闭充电控制用的 MOSFET(OC 端子 ), 停止充电, 这个状态称为过充电状态过充电状态在如下 2 种情况下可以释放 : 不连接充电器时, (1) 由于自放电使电池电压降低到过充电释放电压 (VCR) 以下时, 过充电状态释放, 恢复到正常工作状态 (2) 连接负载放电, 放电电流先通过充电控制用 MOSFET 的寄生二极管流过, 此时,CS 端子侦测到一个二极管正向导通压降 (Vf) 的电压当 CS 端子电压在放电过流检测电压 (VDIP) 以上且电池电压降低到过充电检测电压 (VCU) 以下时, 过充电状态释放, 恢复到正常工作状态注意 : 进入过充电状态的电池, 如果仍然连接着充电器, 即使电池电压低于过充电释放电压 (VCR), 过充电状态也不能释放断开充电器,CS 端子电压上升到充电过流检测电压 (VCIP) 以上时, 过充电状态才能释放过放电状态正常工作状态下的电池, 在放电过程中, 当电池电压降低到过放电检测电压 (VDL) 以下, 并且这种状态持续的时间超过过放电检测延迟时间 (TOD) 以上时,FM2113 会关闭放电控制用的 MOSFET(OD 端子 ), 停止放电, 这个状态称为过放电状态过放电状态的释放, 有以下三种方法 : (1) 连接充电器, 若 CS 端子电压低于充电过流检测电压 (VCIP), 当电池电压高于过放电检测电压 (VDL) 时, 过放电状态释放, 恢复到正常工作状态 (2) 连接充电器, 若 CS 端子电压高于充电过流检测电压 (VCIP), 当电池电压高于过放电释放电压 (VDR) 时, 过放电状态释放, 恢复到正常工作状态 (3) 没有连接充电器时, 如果电池电压自恢复到高于过放电释放电压 (VDR) 时, 过放电状态释放, 恢复到正常工作状态, 即有过放自恢复功能第 5 页共 7 页 Version 1.0

6 放电过流状态 ( 放电过流检测功能和负载短路检测功能 ) 正常工作状态下的电池,FM2113 通过检测 CS 端子电压持续侦测放电电流一旦 CS 端子电压超过放电过流检测电压 (VDIP), 并且这种状态持续的时间超过放电过流检测延迟时间 (TDIP), 则关闭放电控制用的 MOSFET(OD 端子 ), 停止放电, 这个状态称为放电过流状态而一旦 CS 端子电压超过负载短路检测电压 (VSIP), 并且这种状态持续的时间超过负载短路检测延迟时间 (TSIP), 则也关闭放电控制用的 MOSFET(OD 端子 ), 停止放电, 这个状态称为负载短路状态当连接在电池正极 (PB+) 和电池负极 (PB-) 之间的阻抗大于放电过流 / 负载短路释放阻抗 ( 典型值约 300kΩ) 时, 放电过流状态和负载短路状态释放, 恢复到正常工作状态另外, 即使连接在电池正极 (PB+) 和电池负极 (PB-) 之间的阻抗小于放电过流 / 负载短路释放阻抗, 当连接上充电器,CS 端子电压降低到放电过流保护电压 (VDIP) 以下, 也会释放放电过流状态或负载短路状态, 回到正常工作状态注意 : (1) 若不慎将充电器反接时, 回路中的电流方向与放电时电流方向一致, 如果 CS 端子电压高于放电过流检测电压 (VDIP), 则可以进入放电过流保护状态, 切断回路中的电流, 起到保护的作用充电过流状态正常工作状态下的电池, 在充电过程中, 如果 CS 端子电压低于充电过流检测电压 (VCIP), 并且这种状态持续的时间超过充电过流检测延迟时间 (TCIP), 则关闭充电控制用的 MOSFET(OC 端子 ), 停止充电, 这个状态称为充电过流状态进入充电过流检测状态后, 如果断开充电器使 CS 端子电压高于充电过流检测电压 (VCIP) 时, 充电过流状态被解除, 恢复到正常工作状态允许 0V 电池充电功能此功能用于对已经自放电到 0V 的电池进行再充电当连接在电池正极 (PB+) 和电池负极 (PB-) 之间的充电器电压, 高于向 0V 电池充电的充电器起始电压 (V0CH) 时, 充电控制用 MOSFET 的门极固定为 VDD 端子的电位, 由于充电器电压使 MOSFET 的门极和源极之间的电压差高于其导通电压, 充电控制用 MOSFET 导通 (OC 端子 ), 开始充电这时, 放电控制用 MOSFET 仍然是关断的, 充电电流通过其内部寄生二极管流过当电池电压高于过放电检测电压 (VDL) 时,FM2113 进入正常工作状态注意 : 1. 某些完全自放电后的电池, 不允许被再次充电, 这是由锂电池的特性决定的请询问电池供应商, 确认所购买的电池是否具备允许向 0V 电池充电的功能, 还是禁止向 0V 电池充电的功能 2. 允许向 0V 电池充电功能比充电过流检测功能优先级更高因此使用允许向 0V 电池充电功能的 IC, 在电池电压较低的时候会强制充电电池电压低于过放电检测电压 (VDL) 以下时, 不能进行充电过流状态的检测第 6 页共 7 页 Version 1.0

7 封装信息第 7 页共 7 页 Version 1.0

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<4D F736F F D20424D313044A3A8B5A5BDDAEFAEB5E7B3D8B1A3BBA44943A3A9> 概述 BM10D 产品是单节锂离子 / 锂聚合物可充电电池组保护的高集成度解决方案 BM10D 包括了先进的功率 MOSFET, 高精度的电压检测电路和延时电路 BM10D 具有非常小的 DFN-5L 的封装, 这使得该器件非常适合应用于空间限制得非常小的可充电电池组应用 BM10D 具有过充, 过放, 过流, 短路等所有的电池所需保护功能, 并且工作时功耗非常低该芯片不仅仅是为手机而设计, 也适用于一切需要锂离子或锂聚合物可充电电池长时间供电的各种信息产品的应用场合