RICOH多节锂电池保护ICR产品介绍

1、3/4/5串用锂电保护ICR5432的介绍Confidential2011年7月4日株式会社電子1产品概要使用高耐压30V工艺耗电12uA (Typ)检测功能过充电检测、过放电检测、放电过电流检测1,2、短路检测、充电过电流检测 放电过电流1,2 、充电过电流、短路检测都可以通过外接可调电阻调节。延迟时间过充电检测延时、短路检测延时、充电过电流检测延时内置。過放電検出遅延、放電過電流検出遅延，外付C設定0V充电可能追加了级联功能追加了均衡功能追加了短线检测功能封装：SSOP24Confidential2外接电路图5串时Confidential310串时Confidential上侧IC的Cout

2、与下侧IC的CTLC连接、下侧IC的VDD处追加下拉电阻。上侧IC的Dout与下侧IC的CTLD连接外接电路图4Confidential由于短路等原因大电流流过之后，一旦短路电流停止，加载在IC的电压会上升到峰值为了不使IC处于过电压状态，使用齐纳二极管来提高可靠性。齐纳二极管的必要性外接电路图5Confidential齐纳二极管的效果由于追加了齐纳二极管，Dout在关闭瞬间能抑制电池的峰值电压。没有齐纳二极管 追加齐纳二极管后外接电路图6检测电压的设定范围和精度Confidential过冲检测电压/均衡电压过冲恢复电压/均衡恢复电压过放检测电压过放恢复电压3.6V4.5V /3.45V4.4

3、5V5mV步进 25mV 检测电压-0.1V0.4V/检测电压-0.0V0.4V50mV步进50mV2.0V3.0V5mV步进 2.5% VDET2n0.2V0.7V 100mV步进2.5% 放电过电流1放电过电流2短路充电过电流0.05V0.3V 0.010V步进20mV 0.6V 100mV 1.0VVSS0.05V30mV VSS0.1V 30mV VSS0.2V 30mVVSS0.4V 40mV 7延时时间Confidential过冲检测 延时时间过放检测 延时时间放电过电流1检测延时时间放电过电流2检测延时时间短路充电过电流1.0s外接电容设定外接电容设定外接电容设定300us8ms

4、8外接电容调节过放检测延时、放电过电流检测延时Confidential延时版本过放电检测延时时间(ms)放电过电流检测延时时间1(ms) 放电过电流检测延时时间2(ms) A (研发中)CT1(nF)1.85V/0.50uACT1=330nF时、1.2sCT2(nF)1.55V/0.50uACT2=330nF时、1.0sVDET31/100CT2=330nF时、10msB (量产中)CT1(nF)1.85V/0.50uACT1=33nF时、128msCT2(nF)1.5V/0.50uACT2=3.3nF时、10.7msVDET31/6CT2=3.3nF时、1.8ms内部电路外接电路9通过可调电

5、阻调节过电流检测放电过电流1(A) = 放电过电流检测电压1(V) / Rsens()放电过电流2(A) =放电过电流检测电压2(V) / Rsens()短路电流(A) = 短路检测电压(V) / Rsens()充电过电流(A) = 充电过电流检测电压(V) / Rsens()Confidential外围电路内部电路10通过可调电阻调节过电流检测(例)放电过电流1(A) = 0.2(V) / 50m() = 4A放电过电流2(A) = 0.6(V) / 50m() = 12A短路电流(A) = 1.0(V) / 50m() = 20A充电过电流(A) = -0.2(V) / 50m() = -

6、4AConfidential外围电路内部电路0.2V0.6V-0.2V1.0V50mW11放电过电流工作Confidential通常状态连接大负载OFFONONOFF放电过电流检测时PACKPACKON-OFF12放电过电流动作Confidential放电过电流恢复时移除负载OFFON移除负载的话，因为的MOS管处于ON的状态，PACK-的电位会被拉到与VSS一致。PACK-的变化会由VMP检出，然后放电过电流恢复。同时会恢复到通常状态。PACKPACK+VSSVMP脚位的内部电路虽然会被Pack+拉高电位，但是由于移除了负载会被拉到与VSS一致的电位。13放电过电流恢复动作Confident

7、ial关于放电过电流恢复电压ONPACKVSS当检测出放电过电流，移除负载之后的VVMP会变成VDD-VSS电压在RCO1, RCO2和RDRAIN上的分压值。因此VVMP = VDDRDRAIN / (RCO1 + RCO2 + RDRAIN)VVMP VDET30.5 (=min VREL3)时，放电过电流恢复选择RDRAIN, RCO1, RCO2的阻抗值时，请注意要使VVMP小于min VREL3。Cout = H输出（VDD)放电过电流短路检测时原则上Cout = H (VDD)输出14放电过电流恢复用MOSFETConfidential外接的理由PACKVSS当接连的时候，过放电检

8、出后Pack+与Pack-之间有负载的话，放电过电流恢复用MOSFET的Drain(漏极)会上升到与Pack+一样的电压。MOSFET内置的话，IC的耐压程度只能对应两个IC的级联。连接位置如果与Pack-直接连接的话，一个MOSFET的情况下即使Cout=OFF时，也会有充电电流流过Body-diode。级联后会有加载Pack+电压（大于VDD电压)现象。15均衡功能ConfidentialCELL1电压CB1输出电压Bypass(旁路）電流均衡电压以上High(VC1) LevelCELL1电压 / RCB1均衡电压未满Low(VC2) Level0A旁路电流阻抗CELL1的均衡动作16均

9、衡功能(评价电路)Confidential均衡电压=4.15V均衡恢复电压=3.95V充电开始时电压17均衡功能（评价结果）Confidential4串电芯充电时的均衡动作范例时间电压CELL1到达均衡电压CELL1CELL2CELL3CELL4CELL2到达均衡电压开始充电18均衡功能Confidential全部电芯电压都大于均衡电压时，全部的MOSFET都会打开。根据电流值的大小会有无法充电的现象。所以请以下面的标准设定旁路电流。旁路电流判断出已经断线产生时间给出Cout=OFF的指令37 断线检测功能（注意点）Confidential与其他保护动作的关系38 断线检测功能（注意点）Con

10、fidential断线检测 vs 过充电检测过充电检测需要超过tVdet1的时间检出时间=(1)+(2)+(3) tVdet1(1)断线测试前计数时间(2) = 約1.2秒、(3)=tVdet1(1秒)因为断线测试开始，过冲电检测延时的计数器会被重置39 断线检测功能（注意点）Confidential断线检测 vs 过放电检测因为断线测试开始，过放电检测延时的计数器会被重置过充电检测需要超过tVdet2的时间检出时间=(1)+(2)+(3) tVdet2(1)断线测试前计数时间(2) = 約1.2秒、(3)=tVdet240Confidential无法检测状态发生断线检测时，根据上下连接电芯电

11、压有可能无法检出断线状态2.5V2.5Veven_sw =HVC3 pull up to VC2 Comp_in H pull up to VC2 input of comparator is not over detecting voltage =cannot detect wire breaking=电压过低时CVC2, CVC3容量需要相当的充放电时间检测时间内无法检出 断线检测功能（注意点）41Confidential外接元器件使用CCTLT = 3.3uF=CCTLT是用来设定断线检测的间隔和时间 太大的话过充电，过放电无法检测的时间会变长太小的话断线端的拉高或拉低所用的时间会变短，

12、无法检测状态的区域会变大。使用CVCX = 0.1uF=太大的话断线端的拉高或拉低所用的时间会变长，无法检测状态的区域会变大。使用CCT1 = 0.47uF=太小的话，在均衡动作时发生断线的话 断线测试前停止均衡动作时，引脚的电压降低、 断线测试开始前以处于过放电状态。使用断线检测功能时、请尽量控制这些可变因素 断线检测功能（注意点）42 断线检测功能（VDD、VSS的断线）Confidential断线点 检测电路COUT脚VDD（VC1）0VDET2LowVSS0VDET4 LowVDD & VC1断线的检测VDD & VC1发生断线的话由于内部电路的消耗电流会把两端的电压拉低到比VC2稍低

13、的电位-这样的话通过0VDET2电路可以检测出来VSS的断线检测VSS发生断线时由于内部电路的消耗电流会把VSS电压拉高到比VC5稍高的电位-这样的话通过0VDET4电路可以检测出来43 断线检测功能（VDD、VSS的断线）Confidential级联时的外接电路1.上侧IC的VSS和下侧IC的VDD分开连接=虽然利用IC的消耗电流能够检测VDD,VSS 的断线，如果把两端连接在一起的话， 由于双方本身的IC消耗电流来改变 电位。这样将无法检测断线。2.上侧IC的Cout下拉电阻与下侧IC的VDD连接=因为下侧IC的CTLC的阈值是以IC内部的VDD 为基准设计的，所以只有上侧IC的Cout通

14、过 输出HiZ使电位拉低到下侧IC的VDD一致， 这样才能Cout才能关闭。44 Q&AConfidentialQ. R5432是否有待机模式？A. 因为要对应级联功能，所以没有待机模式。Q. 为什么会有比规格书描述耗电多的现象？规格书没有包含Cout的开漏输出电流，Cout的下拉电阻很小的时候 这个电流会变的很大。Q. 均衡输出时会振荡。均衡电压设定时，如果没有滞回电压的话，靠近检测电压时输出会有 振荡现象。充电后振荡现象会消除。Q. 过冲电过放电无法检测。A. 请确认CTLT的电容是否开路或者容量很小。 不需要对VC25进行断线检测时，请与VSS短接。45ConfidentialQ. 最多能级联到多少？A. 原则上是可以无限制级联。 但是由于总电压会变的非常高，会非常容易受到电压变化的影响。 请在注意电路的基础上，更需要详细的评价（特别是短路时要注意）。Q. 过充电检测电压变低A. 达到充电完成（过充电检测）的电压值附近时，充电电流是否有变大现象？ 因为充电时电池内部阻抗的影响会使让电池电压变大，充电停止后测试的 电池电压会比充电时低。同时，充电停止后电池电压即使小于过冲电检测 电压同时大于恢复电压时，Cout还是处于关闭