PW7152 采用 SOT23, 6 引脚的封装形式, PW7152 是一款基于 CMOS 的双节可充电锂电池保护电路,它
集高精度过电压充电保护、过电压放电保护、过电流充电保护、过电流放电保护、电池短路保护等性能于一身。
特点
⚫ 两节锂离子或锂聚合物电池的理想保护电路
⚫ 过电压充电保护阈值 VOCUTYP/VOCDTYP : 4.25V ( ±25 mV ),过电压充电恢复阈值 VOCRUTYP/ VOCRDTYP : 4.05V ( ±50 mV )
⚫ 过电压放电保护阈值 VODUTYP/ VODDTYP : 2.5V ( ±25 mV ) ,过电压放电恢复阈值 VODRUTYP/ VODRDTYP :3.0V ( ±100 mV )
⚫ 过电流放电保护阈值 VEDITYP : 0.2V ( ±30 mV ), 过电流充电保护阈值 VECITYP : -0.2V ( ±30 mV )
⚫ 过电压充电保护延迟时间 tOCTYP : 1s ( ±30% ) , 过电压放电保护延迟时间 tODTYP : 128ms ( ±30% )
⚫ 过电流放电保护延迟时间 tEDITYP : 12ms ( ±30% ) , 过电流充电保护延迟时间 tECITYP : 8ms ( ±30% )
⚫ 低供电电流 ,
⚫ 在低功耗模式,不接充电器情况下,可自动恢复状态
⚫ 电池短路保护
⚫ 缩短延迟时间测试功能
⚫ 0V 电池充电功能
⚫ 极少的外围元器件
⚫ 超小型化的 SOT23-6 封装
应用
⚫
两节锂电池的充电、放电保护电路
⚫
电话机电池或其它两节锂电池高精度保护器
代理商:深圳市夸克微科技 郑先生 :13528458039 QQ 2867714804
典型应用电路
功能描述
PW7152
是一款高精度的两节锂电池保护电路。正常状态下
,
可以对电池进行充电或放电。
PW7152
一直检
测两个电池电压以及
VM
端和
VSS
端的电压差,当某个电压超出正常阈值范围时,充电控制端
COUT
或放电控制
端
DOUT
由高电平转为低电平,从而使外接充电
/
放电控制
N-MOSFET
管
Q1
或
Q2
关闭,充电
/
放电回路被
“
切
断
”
,即
PW7152
进入相应的保护状态。
PW7152
支持以下
4
种保护模式。
⚫
过电压充电保护状态
(OC)
⚫
过电压放电保护
(OD)/
低功耗状态
(PDWN)
⚫
过电流放电保护
(EDI)/
电池短路保护状态
(Short)
⚫
过电流充电保护
(ECI)
正常状态下, PW7152 由电池供电。当两节电池电压(VBATU
/VBATD
)都在过电压充电保护阈值(VOCU/D
)和过
电压放电保护阈值(VODU/D
)之间,且其 VM 检测端电压在过电流充电保护阈值(VECI
)和过电流放电保护阈值(VEDI
)
之间,此时 PW7152 的 COUT
端和 DOUT
端都输出高电平,分别使外接充电控制 N-MOSFET 管 Q1 和放电控制
N-MOSFET 管 Q2 导通。这时,既可以使用充电器对电池充电,也可以通过负载使电池放电。
PW7152 通过检测两个电池电压来进行过充/放电保护。当充/放电保护条件发生时, COUT
/DOUT
由高电平变
为低电平,使 Q1/Q2 由导通变为截止,从而充/放电过程停止。 PW7152 对每种保护状态都有相应的恢复条件,
当恢复条件满足以后, COUT
/DOUT
由低电平变为高电平, 使 Q1/Q2 由截止变为导通,从而进入正常状态。
PW7152 对每种保护/恢复条件都设置了一定的延迟时间,只有在保护/恢复条件持续到相应的时间以后, 才
进行相应的保护/恢复。如果保护/恢复条件在相应的延迟时间以前消除,则不进入保护/恢复状态。 当 VM 小于-5V,
VDD
从 0V 升高至正常值时,芯片将进入快速检测模式,缩短延迟时间,并禁止过电流充电保护功能。过电压充电
检测和过电压放电检测延迟时间会缩短到将近 1ms,这能有效地缩短保护电路 PCB 的检测时间。当 VM 升高至
0V 以上时,芯片将退出快速检测模式。
当
PW7152
在某一保护状态时,如果满足一定条件,即恢复到正常状态。下面对各状态进行详细描述。
正常状态
:
在正常状态下,
PW7152 由电池供电。 当两节电池电压(
VBATU
/VBATD
)都在过电压充电保护阈值(
VOCU/D)
和过电压放电保护阈值(
VODU/D)之间,且其
VM检测端电压在过电流充电保护阈值(
VECI)和过电流放电保护阈
值(
VEDI) 之间,此时
PW7152 的
COUT 端和
DOUT 端都输出高电平,分别使外接充电控制
N-MOSFET 管
Q1 和放电控制
N-MOSFET 管
Q2 导通。这时,既可以使用充电器对电池充电,也可以通过负载使电池放电。
过电压充电保护状态(OC) :
保护条件
正常状态下,对电池进行充电,如果使任何一个电池 电 压 (
VBATU
/VBATD
) 超 过 过 电 压 充 电 保 护
阈 值
(VOCU/D
),且持续时间超过过电压充电保护延迟时间(
tOC
),则
PW7152
将使充电控制端
COUT
由高电平转
为
VM
端电平(低电平),从而使外接充电控制
N-MOSFET
管
Q1
关闭,充电回路被
“
切断
”
,即
PW7152
进入过
电压充电保护状态。
恢复条件:
有以下两种条件可以使
PW7152
从过电压充电保护状态恢复到正常状态:
1)电池由于“自放电” 使电池电压(VBATU
/VBATD
)低于过电压充电恢复阈值(VOCRU/D
), VM
端电压低于过电
流放电保护阈值(VEDI
),且持续时间超过过电压充电恢复延迟时间(tOCR
);
2
)通过负载使电池放电(注意,此时虽然
Q1
关闭,但由于其体内二极管的存在,使放电回路仍然存在),当
电池电压(
VBATU
/VBATD
) 低于过电压充电保护阈值(
VOCU/D
),
VM
端电压高于过电流放电保护阈值(
VEDI
),且
持续时间超过过电压充电恢复延迟时间(
tOCR
)
。(在
Q1
导通以前,
VM
将比 充 |
V
SS
端高一个二极管的导通 控制 N-MOSFET 管 Q1 回 |
过电压放电保护/低功耗状态(OD/PDWN)
保护条件
正常状态下,如果电池放电使使任何一个电池电压(V BATU /V BATD )低于过电压放电保护阈值(V ODU/D ),且
持续时间超过过电压放电保护延迟时间(t OD ), 则 PW7152 将使放电控制端 D OUT 由高电平转为 V SS 端电平(低
电平),从而使外接放电控制 N-MOSFET 管 Q2 关闭,放电回路被“切断”,即 PW7152 进入过电压放电保护状态。
同时, V M 端电压将通过内部电阻 R VMD 被上拉到 V DD 。 在过电压放电保护状态下, V M 端(亦即 V DD 端) 电压
总是高于电池短路保护阈值(V SHORT ),满足此条件后,电路会进入“省电” 的低功耗模式。此时, V DD 端的电流将
低于 2.1μA。
恢复条件
对于处在低功耗模式下电路, 如果对电池进行充电(同样,由于 Q2 体内二极管的存在,此时的充电回路也
是存在的), 使 V M 端电压低于电池短路保护阈值(V SHORT ),则 PW7152 将恢复到过电压放电保护状态, 此时,
放电控制端 D OUT 仍为低电平, Q2 还是关闭的。 如果此时停止充电,由于 V M 端仍被 R VMD 上拉到 V DD , 大于
电池短路保护阈值( V SHORT ),因此 PW7152 又将回到低功耗模式;只有继续对电池充电,当两个电池电压
(V BATU /V BATD )都大于过电压放电保护阈值(V ODU/D ) 时, PW7152 才可从过电压放电保护状态恢复到正常状
态。
如果不使用充电器,由于电池去掉负载后的“自升压”,可能会使两个电池电压(V BATU /V BATD ) 超过过电压放
电恢复阈值(V ODRU/D ), 且持续时间超过过电压放电恢复延迟时间(t ODR ), 此时 PW7152 也将从过电压放电保
护状态或低功耗模式恢复到正常状态。
PW7152 恢复到正常状态以后,放电控制端 D OUT 将输出高电平,使外接放电控制 N-MOSFET 管 Q2 回到
导通状态。
过电流放电/电池短路保护状态(EDI)
保护条件
正常状态下, PW7152 通过负载对电池放电, V M 端电压将随放电电流的增加而升高。如果放电电流增加使
V M 端电压超过过电流放电保护阈值(V EDI ), 低于电池短路保护阈值(V SHORT ), 且持续时间超过过电流放电保
护延迟时间( tEDI ),则 PW7152 进入过电流放电保护状态;如果放电电流进一步增加使 V M 端电压超过电池短路
保护阈值(V SHORT ),且持续时间超过短路延迟时间( t SHORT ),则 PW7152 进入电池短路保护状态。 PW7152 处
于过电流放电 / 电池短路保护状态时, D OUT 端将由高电平转为 V SS 端电平,从而使外接放电控制 N-MOSFET 管
Q2 关闭,放电回路被 “ 切断 ” ;同时, V M 端将通过内部电阻 R VMS 连接到 V SS ,放电负载取消后, V M 端电平即
变为 V SS 端电平。
恢复条件
在过电流放电 / 电池短路保护状态下,当 V M 端电压由高降低至低于过电流放电保护阈值( V EDI ),且持续时间
超过过电流放电恢复延迟时间( tEDIR ),则 PW7152 可恢复到正常状态。因此,在过电流放电 / 电池短路保护状态
下,当所有的放电负载取消后, PW7152 即可 “ 自恢复 ” 。
PW7152 恢复到正常状态以后,放电控制端 D OUT 将输出高电平,使外接放电控制 N-MOSFET 管 Q2 回到
导通状态。
过电流充电保护状态 (ECI) :
保护条件
正常状态下,使用充电器对电池进行充电, V M 端电压将随充电电流的增加而降低。如果充电电流增加使 V M
端电压低于过电流充电保护阈值( V ECI
时间 MO |
(
t
ECI
),则
PW7152
将使充 FET 管 Q1 关闭,充电回路 |
恢复条件
在过电流充电保护状态,如果取消充电器,则 V M 端电压将会升高,当它大于过电流充电保护阈值( V ECI ),
且持续时间超过过电流充电恢复延迟时间( t ECIR ), PW7152 将恢复到正常状态。
PW7152 恢复到正常状态以后,充电控制端 C OUT 将输出高电平,使外接充电控制 N-MOSFET 管 Q1 回到
导通状态。延迟时间缩短测试功能当 VM 小于 -5V , VDD 从 0V 升高至正常值时,芯片将进入快速检测模式,缩
短延迟时间,并禁止过电流充电保护功能。过电压充电检测和过电压放电检测延迟时间会缩短到将近 1ms , 这可
以有效地缩短保护电路 PCB 的检测时间。当 VM 升高至 0V 以上时,芯片将退出快速
0V 电池充电
PW7152 的 0V 电池充电功能可以对电压为 0V 的电池进行再充电。 如果使用充电器对电池充电,使 V DD
端相对 V M 端的电压大于 0V 充电阈值( V 0CHA ) 时,其充电控制端 C OUT 将被连接到 V DD 端。若该电压能够
使外接充电控制 N-MOSFET 管 Q1 导通,则通过放电控制 N-MOSFET 管 Q2 的体内二极管可以形成一个充电
回路,使电池电压升高;当电池电压升高致使 VDD 端电压超过过电压放电保护阈值( VODU/D ) 时, PW7152
将回到正常状态,同时放电控制端 C OUT 输出高电平,使外接放电控制 N-MOSFET , Q2 处于导通状态。
R1 、 R2 和 R3 的确定:
R1 和 R2 用于稳定芯片的供电电压, 推荐分别使用 330Ω 的电阻。 如果 R1 和 R2 太大,芯片的导通电流
会导致检测电压上升,使各检测阈值与电池实际电压偏差增加;同时,如果充电器接反,可能会使 PW7152 电路
的 V DD 端与 V SS 端电压超过极限值,导致电路损坏, 因此 R1 和 R2 也不宜太小, 一般控制在 100Ω 至 470Ω
之间。在充电器反接或连接充电电压高于极限值的充电器时, R3 起限制电流的作用。 如果 R3 太小, 由于充电
器的反接在芯片内部流入容许功耗以上的电流,有导致芯片损坏的危险。 R3 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。因此, R3 应控制在 1kΩ 至 4KΩ 之间。
C1 和 C2 的确定
C1 和 C2 有稳定 VDD 电压的作用,尽量选用大于或等于 0.1μF 的电容。