理光鋰電保護芯片R5426原理及應用

2004年6月A版

　　如今便攜式電子產(chǎn)品越來越受歡迎，其電池設備也成為關注的焦點，由于鋰離子電池和聚合鋰電池能量密度大、使用時間長、滿足環(huán)保要求，已逐漸取代鎳鎘電池和鎳氫電池，成為便攜式設備的首選充電電池。理光鋰電保護芯片R5426系列是為應用在便攜設備(如蜂窩電話，PDA)的單節(jié)鋰離子電池而設計的。

　　R5426系列是單節(jié)可充鋰離子/聚合物電池的過充/放電/過電流保護芯片，它也包括一個短路電流保護器，避免外電路短路時的大電流。

　　R5426系列采用高耐壓工藝制造，耐壓不低于28V,封裝為6-pin,SOT23-6或SON-6,具有低耗電, (供電電流典型值3.0uA, 待機電流典型值0.1uA),高精度的檢測器閥值，多種保護極限器閥值, 內置輸出延時,還有0V可充功能,具有過充保護后鎖定功能.

R5426系列的原理框圖如圖1。

　　每個IC有四個電壓檢測器，一個參考電路單元，一個延時電路，一個短路保護器，一個振蕩器、計數(shù)器和一個邏輯電路組成。當充電電壓或充電電流由小變大，超過這兩者相應檢測器(VD1、VD4)的閥值電平時，輸出引腳Cout，即過充電保護檢測器/VD1和充電過流檢測器/VD4的輸出電壓經(jīng)過內部相應延時就轉為低電平。在過充或充電過流之后，電池包離開充電器并有負載連接到VDD，并當電池的電壓降到過充檢測值之下時，這兩個相應檢測器(VD1、VD4)被復位并且Cout的輸出變?yōu)楦唠娖?。如果電池包仍在充電器上，即使電池的電壓降到過充檢測值之下時，過充保護狀態(tài)仍不會解除。

　　DOUT腳為過放電檢測器(VD2)和放電過流檢測器(VD3)的輸出腳。當放電電壓由高向低，且低于過放電檢測器的閥值電壓VDET2，即低于VDET2時，DOUT腳在經(jīng)過內部固定延時后就轉低電平。

　　在檢測到過放后，如將充電器與電池組相連接，并當電池供電電壓高于過放電電壓檢測器的閥值電壓時，VD2被釋放并且DOUT變成“高電平”。

　　內置過流/短路檢測器VD3可以感應到放電過電流的狀態(tài)，并經(jīng)過內置的固定延時后，通過輸出端DOUT變?yōu)榈碗娖蕉袛喾烹姡换驒z測到短路電流時使DOUT的值立即變低從而切斷放電。一旦檢測到過電流或短路后，可將電池包與負載分離，VD3被釋放并且DOUT電平變?yōu)楦摺?/P>

　　另外，在檢測到過放電后，芯片將暫停內部電路工作以維持在極低的耗電水平。通過將DS端設到與VDD相同的電平，能將以上保護延時(除短路保護)縮短。尤其是過充保護延時會縮短為1/90，因而測試保護電路的時間可縮短。而且，當DS端的電平設置在某一范圍內，輸出延時會取消，這樣一來，過充和過充電流立即會被檢測到。此時的延時約為不超過幾十微秒。

　　本著節(jié)省使用成本的原則，R5426系列只需很少的外圍器件即可構成完整的功能。其應用電路圖如圖2。

　　R1、C1穩(wěn)定R5426的供電。推薦R1小于1K。

　　R1過高會使檢測值偏高，導致誤差。R1和R2也用于防止反充和充電電壓過高對芯片的損害。R1和R2過小，會導致電池包的自消耗過大。所以，R1和R2兩電阻之和應等于或大于1K。

　　另外，R2過大，當電池包過放，將電池包放在充電器上會不易恢復。建議R2的值小于或等于30K。

　　本芯片的封裝形式有SOT23-6和SON-6。

　　R5426擁有如此小的封裝,使得芯片在PCB上高密度的排布成為可能，更有利于在極小的PCB上應用。

　　R5426具有RF射頻抗干擾能力，眾所周知當鋰電用于手機及其他射頻設備上時，鋰電保護芯片的RF抑制性能將直接影響到整個產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

　　R5426的工作溫度可以達到中國的高溫軍標,即在125℃下連續(xù)工作48小時不出現(xiàn)故障,故R5426也可以應用在某些軍用產(chǎn)品上, 能輕而易舉地滿足國內任何地區(qū)的使用環(huán)境溫度要求。

　　理光的鋰電保護芯片R5426系列,擁有以上出色的性能,可以廣泛的應用在高精度的手機鋰電池,和PDA單節(jié)鋰電池,還有軍用單節(jié)鋰電產(chǎn)品,隨著鋰電池在便攜式設備和其他電子產(chǎn)品中更廣泛的應用,鋰電保護芯片R5426系列也將發(fā)揮更大的作用。■