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文档简介

1、锂聚合物电池包保护芯片特点:一.高精度电压检测 1.过压阈值范围 -VOVP:3.64.35V;±25mV -电压滞后范围:0V,0.10.275V (电池容值与电池电压) 2.欠压阈值范围 -Vuvp:2.03V;±80mV -电压滞后范围:01.0V二.三级高精度过流检测 1.过流检测1: VDOC1=0.0250.35V;±10mV 2.过流检测2: VDOC2=2VDOC1 3.短路:Vsc=4.5*VDOC1三.全面的内置保护功能四.可编程的过流保护延迟时间五.支持三种模式实现过流与短路保护恢复 1.充电接入恢复 2.负载开路恢复 3.定时恢复(可选)六

2、.支持过温保护(充电过温与放电过温)七.永久失效(PF):熔丝保护or OV indicator八.支持0 V充电九.低功耗: 1.常规工作模式:<30uA 2.关断模式:<0.8uA 3.睡眠模式:<3.2uA 十.绿色封装:SOP16应用范围1.电动工具2.移动电脑3.UPS(不间断电源系统)4.远程控制的车辆采购信息部品编号温度范围封装OZ8953AA-1-258516脚 SOP 无铅(其他参数:表9、表10)概述OZ8953是一款高集成度低成本的电池包保护与检测芯片,它针对锂/聚合物电池或应用于电动工具、移动电脑、不间断电源系统等场合的五串电池包,拥有过压保护、欠压保

3、护、过流保护、短路保护、过温保护功能特点。OZ8953有高精度的过流保护功能(±10mV)。因此 OZ8953可以用低阻抗的精密电阻(比如2.5m,5m)来降低动态功耗和解决高精度电流检测时产生的温漂问题。OZ8953拥有的三级过流保护使用了三个高精度集成比较器。这些比较器提供了精确与及时的保护,并且避免了不可预期的误触发保护情况。OZ8953支持三种模式实现过流与短路保护恢复,充电接入恢复、负载开路恢复、定时恢复(可选)。定时恢复延迟时间由过压延迟电容同时决定(OVT脚对地电容)。这个可选功能将帮助确保在没有充电接入时可以实现在不切断负载状态下自恢复。OZ8953提供了一个特殊的E

4、XTC引脚来同时控制充电控制MOS与放电控制MOS.当EXTC引脚处于悬空(浮高)状态时,OZ8953将会进入睡眠模式来降低功耗;当EXTC引脚接到VCC引脚时,OZ8953将会进入普通工作模式,但是会关掉充放电MOS;当EXTC引脚接到VSS引脚时,同样会进入普通工作模式,但是充放电MOS管的状态会由保护状态来决定。通过集成了MOS驱动电路,OZ8953既可以直接在电池组正极控制充电P MOS也可以直接在负极控制放电N MOS。典型应用电路方框图图1.OZ8953 方框图引脚图图2.OZ8953引脚图引脚描述表格1.引脚描述引脚编号引脚名称输入或输出接口类型描述1CHG输入/输出模拟充电MO

5、S控制与充电接入检测2VM输入模拟整包电压监测输入,过流与短路恢复时负载开路检测3DSG输出模拟放电MOS控制引脚4ISEN输入模拟过流与短路保护功能电流感应输入端5UVT输入/输出模拟欠压保护延迟时间6OVT输入/输出模拟过充保护延迟时间7VSS电源电源芯片电源负极接地端8TS输入/输出模拟温度感应输入引脚/测试电路输入引脚9PF/OVI输出模拟永久失效(PF)熔丝保护输出信号(高电平)或者过压输出信号(高电平)。这是一个可选的功能引脚(失效信号外部通信输出)10EXTC输入模拟外部额外的控制输入引脚-控制充放电MOS管(失效信号外部通信输入)11BAT5输入模拟接第五节电池正极和第四节电池

6、负极12BAT4输入模拟接第四节电池正极和第三节电池负极13BAT3输入模拟接第三节电池正极和第一节电池负极14BAT2输入模拟接第二节电池正极和第一节电池负极15BAT1输入模拟接第一节电池正极16VCC电源电源芯片电源正极绝对最大额定参数表格2(默认全部为室温25测得,除非另有说明)项目符号对应引脚绝对最大额定参数VCC与VSS引脚间输入电源范围VCCVCCVSS-0.3V至VSS+38V输入引脚类电压1VIN1ISEN,UVT,OVT,TSVSS-0.3V至VSS+5.0V输入引脚类电压2VIN2VM,EXTCVSS-0.3V至VSS+0.3V单节电池输入范围:引脚BAT(K-1)-BA

7、T(K),K=25,&BAT5-VSS (计算方式)VCELL-0.3V至+5.0V充电引脚输出电压VCHGCHGVSS-0.3V至VSS+38V放电引脚输出电压VDSGDSGVSS-0.3V至VSS+15V永久失效(PF)熔丝保护输出信号电压VPFPF/OVIVSS-0.3V至VSS+5.0V工作环境温度范围(非密闭)Ta-2585存储温度范围Tstg-40125封装热阻JA-48.7/W注意:绝对最大值参数是额定值。物理性损伤可以导致以上额定参数降低。芯片实测参数无法保证达到额定最大值。电气特性*(1)表格3a符号参数条件最小值典型值最大值单位过充(OV)保护*(2)VOVP过充检

8、测阈值锂聚合物电池:4.04.35V 磷酸电池:4.04.35V,可调VOVP-0.025VOVPVOVP+0.025VVOV-STEP过充检测阈值调整步进锂聚合物电池与磷酸电池50mV/stepVOVR-DELTA过充恢复滞后电压锂聚合物电池与磷酸电池0V,0.10.275V,可调VOVR-STEP过充恢复阈值调整步进锂聚合物电池与磷酸电池12.5mV/stepVOVR过充恢复阈值VOVR=VOVP-VOVR-DELTAVOVR-0.03VOVRVOVR+0.03V永久失效(PF)熔丝保护*(2)VPF永久失效(PF)熔丝保护阈值VPF=VOVP+150mVVPF-0.025VPFVPF+0

9、.025VVPFR永久失效(PF)熔丝保护回复电压VPFR=VOVRVPFR-0.03VPFRVPFR+0.03V欠压(UV)保护*(2)VUVP欠压检测阈值锂/聚合物电池与磷酸电池:2.03.0VVUVP-0.07VUVPVUVP+0.07VVUV-STEP欠压检测阈值调整步进锂/聚合物电池与磷酸电池100mV/stepVUVR-DELTA欠压恢复滞后电压锂/聚合物电池与磷酸电池01V,可调VUVR-STEP欠压恢复阈值调整步进锂/聚合物电池与磷酸电池100mV/stepVUVR欠压恢复阈值VUVR=VUVP-VUVR-DELTAVUVR-0.08VUVRVUVR+0.08V放电过流(DOC

10、)保护*(2)VDOC1过流保护(一级)DOC1检测阈值0.0250.35V,可调VDOC1-0.01VDOC1VDOC1+0.01V 表格3b符号参数条件最小值典型值最大值单位VDOC1-STEP过流保护(一级)DOC1检测阈值步进25mV/stepVDOC2过流保护(二级)DOC2检测阈值VDOC2=2*VDOC1VDOC2-0.02VDOC2VDOC2+0.02VVSC短路保护VSC=4.5*VDOC1VSC-0.05VSCVSC+0.05V外部过温(OT)保护*(3)tDOTP放电过温保检测护阈值tDOTP-5tDOTPtDOTP+5tDOTR-DELTA放电过温保护恢复滞后阈值15t

11、DOTR放电过温保护恢复检测阈值tDOTR=tDOTP-tDOTR-DELTAtDOTR-5tDOTRtDOTR+5tCOTP充电过温保检测护阈值tCOTP-5tCOTPtCOTP+5tCOTR-DELTA充电过温保护恢复滞后阈值3tCOTR充电过温保护恢复检测阈值tCOTR=tCOTP-tCOTR-DELTAtCOTR-5tCOTRtCOTR+5VTH-DSG放电状态检测阈值1210mV *(1)电气特性表格中的最大最小值是基于仿真测试的目标值。这些值在设计验证过程完成后改变。 *(2)所有的保护阈值和恢复值只能编程设定一次,客户可以通过销售人员在所给的设定范围内要求任意组合 *(3)表格中

12、的过温阈值(OT)是基于103AT类型的外接温敏电阻测得。客户可以通过增加串并联电阻来调整过温阈值(OT)电气特性*(1)(续)表格3c符号参数条件最小值典型值最大值单位外接 延迟/恢复 时间设定TOVP过充检测延迟时间OVT脚接电容,COVT=0.1uFSTOT-DET过温检测间隔时间OVT脚接电容,COVT=0.1uF0.51.02.0STPF永久失效(PF)熔丝保护延迟时间OVT脚接电容,COVT=0.1uF;TPF=3.0*TOVPSTUVP欠压检测延迟时间UVT脚接电容,CUVT=0.1uF0.71.01.3STSHUT DOWN关断延迟时间OVT

13、脚接电容,COVT=0.1uFSTDOC1过流检测1延迟时间OVT脚接电容,CUT=0.1uFTDOC1=TUVP0.411.4STDOC1=2*TUVP*(2)0.822.8STDOC2过流检测2延迟时间OVT脚接电容,CUVT=0.1uFTDOC2=10%*TDOC140100180mSTDOC2=15%*TDOC1*(2)120300540mSTSC外接固定短路电路保护延迟时间150250*(3)350uS供电VCCVCC与VSS脚之间电压4.0(4)30VVTH-HVNMOS*(5)电池包两端电压阈值决定不同的充电电压差值以实现完全打开充电MOS(参0V充电功能)3.

14、13.96VVHEAD-ROMM*(6)电池包电压大于VTH-HVNMOS时用于完全打开充电MOS管的充电输入端与电池之间最小电压差充电控制引脚上电,VBAT1>VTH-HVNMOS ICHG>1uA0.60.4V充电控制引脚上电,VBAT1<=VTH-HVNMOS ICHG>1uA0.6VVPOWER-ON-RST*(7)芯片电源重启电压VCC脚上电7.19.2VINROMAL正常工作模式功耗VCC脚电流IVCC 1734*(8)uAISHUT DOWN关断模式功耗VCC脚电流IVCC 0.41.0uAISLEEP休眠工作模式功耗EXTC引脚浮高1.63.0uA*(1

15、)电气特性表格中的最大最小值是基于仿真测试的目标值。这些值在设计验证过程完成后改变。*(2)该参数由O2公司配置,基于客户需求,请参考型号选型表中的对应参数(芯片不同尾号不同参数)*(3)ISEN引脚所接的RC滤波电路针对短路保护延迟时间可进行外部调整*(4)当VCC引脚电压低于最低工作电压4.0V时,充放电MOS管同时关断,但是电池包的内部状态无法保证。*(5)VTH-HVNMOS是HV MOS管的内部阈值,当BAT1引脚电压高于VTH-HVNMOS且充电接口接入时,CHG引脚被下拉至VSS低电平,从而打开充电MOS。*(6)VHEAD-ROMM是芯片用于从关断模式唤醒的充电端与电池包正极之

16、间的电压差值。当VCC引脚高于VTH-HVNMOS时在关断模式下,充电输入端需要高于电池包电压两端电压至少VHEAD-ROMM或更高时才能唤醒芯片。*(7)VPOWER-ON-RST是电源重启阈值,当VCC端电压高于VPOWER-ON-RST芯片启动。*(8)当过充保护被触发时,正常工作模式的静态功耗将增加。电流将等于正常电流加上自放电电流ISINK。过充电压自放电功能部分定义了ISINK。电气特性*(1)(续)符号参数条件最小值典型值最大值单位驱动电压或电流ICHGCHG充电控制引脚灌电流充电MOS开启V(CHG,VSS)<30V3.5610.0uA充电MOS关闭V(CHG,VSS)&

17、lt;30V0高阻抗2.0uAVDSGDSG放电控制引脚电压放电MOS开启1)VCC>VCCTH*(2)6.510.512V2)VCC<VCCTHVCC-1.15VCC-0.65VCC-0.15V放电MOS关闭VIBAT1正常模式下BAT1灌电流每节电池电压3.6V915uAIBATn(n=25)正常模式下BATn(n=25)灌电流每节电池电压3.6V-0.25-0.40uAVEXTCHEXTC引脚输入高电平VCC>VPOWER-ON-RSTVCC-1.5VVEXTCLEXTC引脚输入低电平VCC>VPOWER-ON-RST1.5V*(1)电气特性表

18、格中的最大最小值是基于仿真测试的目标值。这些值在设计验证过程完成后改变。*(2)当VCC电压较低时,放点控制引脚DSG将随着VCC线性变化。当然,当VCC电压超过VCCTH时,DSC引脚电压会固定在10.5V左右。在典型情况下VCCTH电压在10.5V±0.65v范围内。工作模式OZ8953有三种不同的工作模式:正常模式、关断模式、睡眠模式。以下为这些工作模式的特点:1.在正常模式下:Ø 持续检查 过充、欠压、过流、短路事件是否发生,任意情况发生时芯片将进入保护状态,比如过充保护状态,欠压保护状态、过流保护状态、过温保护状态。如果没有保护事件发生,芯片将工作在正常模式下。&

19、#216; 除在过充时循在每隔一个时间TOT=DET环检测过温事件是否发生。Ø 充电与放电MOS管状态是由安全事件与EXTC引脚状态共同决定的。举个例子,当过充电压发生时,充电MOS管将会关闭,但是放电MOS管会保持打开。Ø 当没有安全事件发生时典型的静态功耗低于20uA。当任意安全事件发生时,典型的静态功耗将升高且不超出30uA。2.在关断模式下:Ø 请勿检查所有安全事件。Ø CHG引脚高阻抗,DSG引脚电位较低时。充放电MOS管将同时关断。Ø 典型静态功耗小于0.8uA。3.在睡眠模式下:Ø 请勿检查所有安全事件。Ø C

20、HG引脚高阻抗,DSG引脚电位较低时。充放电MOS管将同时关断。Ø 典型静态功耗小于3.2uA。图4与表5详细描述了工作模式的转换图4.OZ8953工作模式转换图表5.OZ8953工作模式转换描述初始状态转换条件最终状态正常模式任意一节电池低于VUVP欠压保护阈值并持续TSHUT DOWN关断延迟时间或更长时间关断状态正常模式EXTC引脚浮高睡眠模式关断模式充电接入并且VCC>VPWR-ON-RST电源电压大于芯片电源重启电压正常模式睡眠模式EXTC引脚接VSS或VCC引脚时正常模式功能介绍OZ8953是一款灵活精确的应用于5串电池保护的芯片。它拥有大量可选的型号,OZ8953

21、可实现灵活的保护体系以适应宽范围应用。1.正常工作状态当所有以下条件满足时:Ø 所有电芯电压在VOVP与VUVP之间Ø 放电电流小于过流OC保护阈值限制(ISEN引脚与VSS引脚之间的电压差小于VDOC1)Ø 充电温度低于tCOTPØ 放电温度低于tDOTPØ EXTC引脚接VSS或VCC引脚OZ8953芯片在正常状态下工作在正常工作模式中2.过充保护状态锂电池的化学特性要求有过压保护来防止出现电芯损伤或更槽糕,温升失控;本质上说过充意味着“快速拆解电池”。过充保护将在以下情况下启动:Ø 任意一节电池电压高于Vovp并持续时间TOVP

22、或更长过充保护(OV)发生时CHG引脚变成高阻状态。CHG引脚电压将被外接的P+与CHG引脚间的上拉电阻上拉至P+,那么充电控制MOS管GS两端电压VGS降低至0V,充电控制MOS管被关断。以下为充电保护恢复条件:(1)所有电芯电压下降至VOVR或更低。过充保护OVP的延迟时间由OVT引脚的外接电容COVT 设定,TOVP=0.9s*COVT/0.1uF.(1)3.欠压保护状态欠压保护状态同样涉及了过放保护。欠压保护将在以下情况下启动:Ø 任意一节电池电压低于VUvp并持续时间TUVP或更长当欠压保护被启动时,同理,放电控制引脚DSG输出低电平VSS。这将立刻关闭放电控制MOS。以下

23、为欠压保护恢复条件:(1)所有电芯电压上升至VUVP或更高。(2)负载开路或者充电接入(O2设定的可选功能请参考芯片选型表格9)当负载开路时,只有当条件(1)与条件(2)同时满足时欠压保护才会恢复。当负载没有开路时,一旦条件(1)满足,欠压保护才会恢复。欠压保护(UVP)延迟时间由UVT引脚的外接电容CUVT 设定,TUVP=1.0s*CUVT/0.1uF.(2)4.过流保护状态OZ8953拥有三个等级的过流(OC)保护(VDOC1,VDOC2和VSC)。Ø VDOC1是由RSENSE设定的过流放电等级1对应电压Ø VDOC2是2倍VDOC1电压Ø VSC是4.5

24、倍VDOC1电压ZO8953内集成了三个同步的比较器,它们用于检测过流等级并提供保护控制信号。VDOC1:当放电电流高于放电保护等级1的值(ISEN与VSS引脚之间的引脚电压高于VDOC1)并持续时间TDOC1或更长,DSG引脚将输出低电平并关闭放电MOS管。VDOC2:当放电电流高于放电保护等级2的值(ISEN与VSS引脚之间的引脚电压高于VDOC2)并持续时间TDOC2或更长,DSG引脚将输出低电平并关闭放电MOS管。VSC:VSC是放电保护等级3的电压值,也可以看做是短路保护(SC),如果短路保护发生时(ISEN与VSS引脚之间的引脚电压高于VSC)并持续时间TSC或更长,DSG引脚将输

25、出低电平并关闭放电MOS管。由于这三个保护是同步的,所以当其中任意一个上面提到的过流保护状态发生时,OZ8953进入过流保护状态。TDOC1与TDOC2与UVT引脚外接的电容CUVT有关。有一种芯片型号拥有可选值来实现双倍的过流保护延迟时间TDOC1和三倍的过流保护延迟时间TDOC2。(注意:这个芯片型号拥有的可选值由O2公司设定,请参考表格9。)TDOC1=1.0s*CUVT/0.1uF.(3)TDOC2=0.1s*CUVT/0.1uF.(4)或者特殊型号TDOC1=2.0s*CUVT/0.1uF.(5)TDOC2=0.2s*CUVT/0.1uF.(6)短路保护延迟时间是一个固定值,大约25

26、0uS左右。请参考图片5过流保护输入电路。区别于固定的短路保护延迟时间,总的短路保护延迟时间TSC-TATAL将取决于以下因素(1)RC阻容滤波时间常数。滤波时间常数越大延迟时间越大。(2)短路保护电流尖峰值。如果短路保护电流尖峰值小幅高于短路保护阈值,延迟时间将小幅延长。(3)短路保护电流尖峰值大幅高于短路保护阈值,延迟时间将变短。(4)放电控制MOS栅极电容和栅极串联电阻。滤波时间常数越大延迟时间越大。TSC-TOTAL=TSC+k*(R*C).(7)这里的k=13,它取决于电流尖峰。图片5 过流保护(OC)输入电路VM引脚用于短路或过流保护恢复检测。当短路或过流发生时,放电MOS管关闭且

27、VM引脚被负载上拉至VCC高电平。以下为过流或短路保护的恢复条件:(1)当负载开路时,VM引脚被外接电阻下拉至低电平VSS并且过流或短路保护将自动恢复。它被称作为负载开路恢复(2)当充电接入时,VM引脚同样被下拉至低电平VSS并且过流或短路保护将自动恢复。(3)如果定时恢复功能被禁用,放电控制MOS将保持关闭直到负载开路或者充电接入恢复。但是当时间定时恢复功能可用,在时间TOCR后放电控制MOS将被打开,哪怕负载没有断开或者充电没有接入。这个可选功能可以帮助确保负载总是接入的系统即使没有充电接入也可以从过流或短路保护中恢复。以下为过流保护流程图图6图6.过流保护流程图5.过温保护状态当充电与放

28、电时TS引脚被用于芯片温度保护。OZ8953通过检测ISEN引脚两端电压来区别充电状态与放电状态,如果ISEN引脚电压高于VTH-DSG(4mV 典型),芯片认为处于放电状态。否则,芯片认为处于充电状态。当处于放电状态时,如果电池温度高于tDOTP,那么芯片将工作在放电过温保护状态(DOT)并且关闭充放电控制MOS管。放电控制MOS管将保持关闭直到电芯温度低于tDOTR。进一步说,通常情况下tDOTR高于tC0TP,那么充电控制MOS将保持关闭直到电芯温度低于tCOTR。在充电状态下,如果电池温度高于tCOTP,芯片将工作在充电过温状态(COT)且关闭充电MOS管。充电控制MOS管将保持关闭直

29、到电芯温度低于tCOTR。通过外接的103RTC(10K温敏电阻)和PF/OVI引脚的10K参考电阻,默认的温度充电过温(COT)保护阈值设定在50,而放电过温(DOT)保护阈值设定在70。从下图图7所示通过调整外接的电阻RSER和RPAR可以灵活的调整上面两个默认的温度保护阈值。图7.过温保护外接电路以下是准确设定过温保护(OT)阈值时外接的电阻RSER和RPAR的计算步骤。(1)设定预期的充电过温阈值COT。且查询表格6来获取对应温度的RT阻值,即RT(COT)。(2)当预期设定的的充电过温阈值超过50,那么可以除去RPAR。使用公式8来计算电阻RSER阻值:RSER=RREFL-RT(C

30、OT).(8)这里:RREFL=0.4RREF。RREF为10K(默认精度1%)。那么RREFL=4K。(3)获取RSER值后,我们可以获取放电过温阈值设定电阻RT,即RT(DOT)使用公式(9):RT(DOT)=RREFH-RSER.(9)这里:RREFH=0.235RREF。RREF为10K(默认精度1%)。那么RREFH=2.35K。 (4)查询表格6获取放电温度保护值或者 (5)如果预期的充电过温保护低于50,短接RSER。使用公式(10)计算RPAR阻值: RPAR=RREFL*RT(COT)/(RREFL-RT(COT).(10) (6)获取RPAR阻值后,我们可以获取放电过温保护

31、阈值设定电阻RT,即RT(DOT)使用公式(11): RT(DOT)=RPAR*RREFH/(RPAR-RREFH).(11) (7)查询表格6获取放电温度保护值下表表格6为典型的充放电过温保护阈值设定:项目充电过温保护阈值放电过温保护阈值RSERRPAR14062013K24564020K350680100K450700-455750.47K-560871.0K-665>1001.5K-表格6典型充放电过温保护阈值设定当OZ8953处于关断模式或者休眠模式时,它不会进行充放电过温保护检测。在正常模式下OZ8953会在没有出现过充保护或者过流/短路保护时(仅当定时自恢复功能允许时,但是当

32、定时自恢复禁用时出现过流/短路保护,芯片依旧会循环检测充放电过温保护)每隔时间TOT-DET循环进行充放电过温检测。顺便,当充放电过温保护检测不需要时,用一个10K电阻取代NTC就可以防止充放电过温保护发生。当过流、短路、欠压发生时放电MOS被关闭,OZ8953认为当前处于充电状态,因此放电过温保护不会出现,但充电过温保护检测将正常工作。请参考图片8 充放电过温保护检测时序。图8.充放电过温保护检测时序6.永久失效熔断保护(PF)永久失效熔断保护(PF)使用9脚PF/OVI对电芯过压状态起到对外标示功能。这是一个可选功能并由O2公司在封装前设定,且仅限于芯片型号OZ8953 XX-1,2&am

33、p;-5,-6支持永久失效熔断保护(PF)功能,当任意一节电池电压高于VOVP并持续时间TOVP或更长时,OZ8953将进入永久失效熔断保护状态下,PF/OVI引脚将输出高电平,高电平可以驱动外接保护电路来熔断外接保险丝。参考图例16。输出电压大小:VPF/OVIVPF*0.8+0.75V±0.2V.(12)当所有电芯电压降低至VPFR以下时永久失效熔断保护(PF)将会恢复。7.过压检测(OVI)过压检测功能使用9脚PF/OVI对电芯过压状态起到对外标示功能。这是一个可选功能并由O2公司在封装前设定,且仅限于芯片型号OZ8953 XX-3,4&-7,-8支持过压检测功能(OV

34、I)。当任意一节电池电压高于VOVP并持续时间TOVP或更长时,PF/OVI引脚将输出高电平,高电平可以驱动缓冲器?并且点亮LED灯。参考图例17。输出电压大小同公式(12)8.外接控制功能(EXTC)EXTC控制引脚控制权高于芯片内部保护功能。当EXTC引脚接高电平时(VEXTC>VEXTCH),充放电MOS管全部关断。当当EXTC引脚开路,放电MOS管也全部关断,同时芯片将进入睡眠模式(低功耗)。当EXTC引脚接低电平时(VEXTC<VEXTCL),芯片进入正常工作模式,同时当未出现保护事件(OV/UV/OC/SC/OT)时打开充放电MOS管。这个特点可以实现电池包进入低功耗休

35、眠状态即使电池包满电状态下(可长时间储存)成为可能。在休眠模式下,所有保护都不可用。项目EXTC引脚状态充电控制引脚输出放电控制引脚输出处理状态VEXTC>VEXTCH高电平高阻抗低电平正常模式3V<VEXTC<VCC-3V开路高阻抗低电平休眠模式VEXTC<VEXTCL低电平高阻抗或者灌电流(取决于是否有保护发生)低电平或者高电平(取决于是否有保护发生)正常模式表格7.EXTC功能9. 0V电池充电功能OZ8953提供了0V电池充电功能;当任意一节电池电池低于VUVP-0.1V时充电器需要有涓流预充电功能来限制充电电流。在关断模式下芯片CHG引脚直接控制充电MOS来给

36、电池包充电需要满足以下条件:(1)当电池包电压低于VTH-HVNMOS时充电器输出电压必须高于电池包电压6V才能完全打开充电MOS管。(2)当电池包电压远高于VTH-HVNMOS时充电器输出电压只需高于电池包电压0.4V(参考VHEAD-ROOM)就能完全打开充电MOS管。当电池包电压达到芯片上电重启电压VPWR-ON-RST时加上一个正向的二极管(参考图片15),芯片将进入正常工作模式。10.过压自放电功能这个功能被用于保护过电压状态下的电池包。当过电压自放电或永久失效熔断保护发生时,芯片提供一个内部的自放电电流ISINK。请参考图片9。当芯片处在过电压自放电输出功能时,一旦过电压保护发生,

37、芯片不会停止公式(12)中所示的自放电电流ISINK直到所有电芯电压降至VOVR或更低。当芯片处在永久失效熔断保护功能PF,一旦发生PF,芯片同样不会停止自放电ISINK放电,直到所有电芯电压降至VOVR或更低。自放电电流ISINK如下:ISINK(VPF*0.8+0.75V±0.2V)/RREF.(13)举个例子,当VOVP为4.25V且RREF为10K时,自放电电流ISINK大约在400uA左右。图9.过电压自放电外接电路注意:RREF是一个固定的10K电阻 。当RREF改为其它值时,它将影响到充放电过温设定。11.保护延时设定芯片提供了OVT和UVT两个引脚来灵活设定延迟时间。

38、过电压保护延迟时间(TOVP)和永久失效熔断保护延迟时间(TPF)由OVT引脚外接的电容决定。欠压保护延迟时间(TUVP)和过流保护延迟时间(TDOC1和TDOC2)由UVT引脚外接的电容决定。短路保护延迟时间(TSC)由内部固定并且最终延迟时间也依据于外接电路。TOVP(S)=Min 6.0,Typ 9.0,Max 12.0*COVT/1.0uFTPF(S)=3.0*TOVPTUVP(S)=Min 7.0,Typ 10.0,Max 13.0*CUVT/1.0uFTDOC1(S)=1.0*TUVP或者2.0*TUVPTDOC2(S)=0.1*TUVP或者0.3*TUVPTSC(uS)=Min

39、100,Typ 200,Max 30012.关断模式当任意一节电池低于VUVP并持续时间TUVP,芯片将进入欠压保护状态并关断放电MOS管;当任意一节电芯电压下降至VUVP-0.1V或者更低,且持续时间TSHUT DOWN或更长,芯片将进入关断模式。举个例子,VUVP设定在2.5V,当任意一节电池电压低于2.5V且持续时间TUVP或更长,芯片将关断放电控制MOS,当任意一节电芯电压下降至2.4V或者更低,且持续时间TSHUT DOWN或更长,芯片将进入关断模式。在关断模式下,典型的静态功耗电流为低于0.8uA,并且输出引脚为以下状态:(1)CHG充电控制引脚:高阻抗(2)放电控制引脚:VDSG

40、=VSS13.测试模式测试被O2公司仅用于产品测试与内部评估。想进入测试模式需要在给芯片上电前在TS引脚需要加一个电压VTS(1.5-2.5V),否则芯片无法进入测试模式。请参考表格8进行操作模式选择。14.设置模式设置模式仅被O2公司用于在芯片封装前设定其内部参数。想要进入设置模式需要在给芯片上电前在TS引脚需要加一个电压VTS(3.5-4.5V)。否则芯片无法进入设置模式项目操作模式注意VTS<1.0V正常模式这个模式用于实际应用芯片上电前2.0V<VTS<2.5V测试模式监视内部参考电压芯片上电前3.5V<VTS<4.5V设置模式内部阈值参数设定表格8.如何

41、进入测试模式与设置模式(Ta=25)时序图1.过电压(OV)检测图10 .过电压(OV)检测时序图2.永久失效(PF)熔断保护功能图11.久失效(PF)熔断保护功能时序图3.欠压检测与关断模式 3.1电池包电压在VPWR-ON-RST与VTH-HVNMOS之间图12.过电压保护与关断时序图 3.2电池包电压低于VTH-HVNMOS图13.过电压保护与关断时序图4.过流保护等级1检测充电接入恢复图14.过流保护等级1检测充电接入恢复时序图5.过流保护等级2检测充电接入恢复图15.过流保护等级2检测充电接入恢复时序图6.短路检测负载开路恢复图16.短路检测负载开路恢复时序OZ8953电池保护参考电

42、路1.三接口电池组-应用电路:永久熔断保护图17. OZ8953参考电路(1)2.三接口电池组-应用电路:过电压LED指示灯图18.OZ8953参考电路(2)3.两接口电池组-应用电路:过电压LED指示灯图19.OZ8953参考电路(3)选型表序号参数单位可选值1VOVP(过电压)V3.603.653.703.753.803.853.903.954.04.004.254.304.35对应芯片尾号X注意:VOVP阈值要求如果不是以上所列可选值之一,那么VOVP阈值必须以50mV步进在0.53.6-4.35V范围内选择2VOVR-DELTA恢复延时mV0100112.512

43、5137.5150163175188200212.5225237.5250262.5275对应芯片尾号X3VUVP(欠压)V2.03.0对应芯片尾号X4VUVR-DELLTA恢复延时mV01002003004005006007008009001000对应芯片尾号X序号参数单位可选值5过流检测电压VDOC1mV255075100125150175200225250275300325350对应芯片尾号X6过流/短路延时EnableDisbale对应芯片尾号X7过流检测电压VDOC1PFOV对应芯片尾号X8过流保护延时(TDOC1)与欠压保护UVP1*TUVP2*TUVP取决于欠压恢复UVR开路取决于欠压恢复UVR对应芯片尾号X注意:当CUVT=0.1uF时,TUVP为1S注意:定义OZ8953的部品编号必须基于上表所述可选型号分配产品名称结构1.产品名 OZ8953 XX

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