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锂电保护芯片功能介绍

锂电保护芯片

1、锂电保护芯片正常状态

当所有电池电压都在过充检测电压(Voc)和过放检测电压(Vod)之间,且VINI端电压在过流检测电压(Vec1)和异常充电检测电压(Vabc)之间,则CW1055处于正常工作状态。

2、锂电保护芯片过充电状态

锂电池保护芯片正常状态下,任意一节电池电压高于过充检测电压(Voc),且超过过充保护延迟时间(Toc),CO输出高阻态关断充电MOSFET,CW1055进入过充保护状态。

在过充保护延时时间(Toc)内,若所检测的电池电压低于过充检测电压(Voc)的时间超过过充重置延时(Treset),则过充累积的延迟时间(Toc)会被重置。否则,电池电压的下降就会被认为是无关的干扰从而被屏蔽。

3、锂电保护芯片过充电保护解除条件:

1.所有电池电压处于过充解除电压(Vocr)以下且超过过充解除延迟时间(Tocr)。

2.VM端电压大于负载检测电压(Vload)且所有电池电压都低于过充检测电压(Voc)。

4、锂电保护芯片过放电状态

正常状态下(无负载),任意一节电池电压低于过放保护电压(Vod),且超过过放保护延迟时间(Tod),DO输出低电平关断放电 MOSFET,CW1055进入过放保护状态。同时CO输出高阻态,关断充电 MOSFET。

5、过放电保护解除条件:

1.VM处于休眠检测电压(Vslp)和充电器检测电压(Vcharge)之间。所有电池电压高于过放解除电压(Vodr)且维持超过过放解除延时(Todr)。

2.VM电压小于充电器检测电压(Vcharge)且所有电池都高于过放保护电压(Vod)。

6、锂电保护芯片休眠状态

CW1055进入过放保护状态,并超过休眠延时时间(Tslp),则CW1055会进入休眠状态。DO保持低电平,CO保持高阻态,维持充放电MOSFET的状态。休眠状态解除条件:VM电压处于Vslp电压以下。

7、锂电保护芯片过电流状态

CW1055内置三级过流检测,过流1,过流2和短路保护。

保护机制:通过VINI端检测主回路上检流电阻的压降,来判断是否进行相应的过流保护。

以过流1为例,放电电流跟随外部负载变化,VINI端检测到检流电阻上的电压大于过流保护阀值(Vec1)并维持超过过流保护延迟时间(Tec1),DO输出低电平关断放电MOSFET,同时CO输出高阻关断充电MOSFET。

CW1055进入过流保护状态。

在过流保护状态,ECR端子输出VDD电压驱动外部 MOSFET打开,将限流电阻连接至放电回路,电阻的阻值决定了放电恢复电流的大小。

过流解除条件:

VM端子的电压低于VDD/2,过流保护解除。

8、锂电保护芯片预充电

CW1055进入过放保护(Vod)后,CO、DO端子关闭,充放电MOSFET关闭。电池充电时,PRE端子驱动外置MOSFET与VDD相接形成一个小电流的充电回路。一旦所有电池电压超过过放保护电压(Vod)则进入正常充电状态,即CO=VDD、PRE=高阻态。

9、锂电保护芯片异常电池检测

在预充电状态,任意一节电池低于异常电池检测电压(Vbad)以下时,计时器开始工作,充电三分钟后,若电池电压仍低于异常电池检测电压(Vbad),CW1055认为该电池已损坏,PRE端子关闭预充电MOSFET,终止充电。均衡功能

电池容量均衡功能用来均衡电池组中各节电池容量。

在CW1055系列产品中,若某一节电池电压高于平衡启动电压(Vbal),而其他电池电压低于平衡启动电压(Vbal)时,均衡开启,外置放电回路导通。当开启放电回路的电池电压降至平衡迟滞电压(Vbalhys)

以下时,或者此节电池电压达到过充检测电压(Voc),均衡关闭。

CW1055可以最多同时开启四路均衡。所有电池都高于平衡启动电压(Vbal)时,均衡不会开启。通过设置,CW1055可以选择过充保护后均衡继续工作。即,电池过充保护后,电池外置均衡放电回路仍然继续工作,当所有电池电压均低于过充解除电压(Vocr)时,CW1055打开CO端MOSFET,电池继续充电。如此循环直至所有电池电压都在平衡启动电压(Vbal)之上。

CW1055可选是否采用分时均衡。

分时均衡,即当均衡启动时,每个通道的均衡依次开启,单通道的开启时间8ms。若两个电池同时均衡时,每个通道各依次工作8ms。即使单通道开启瞬间电池电压低于均衡回复值,也需要做完8ms的放电电流后再关闭。

分时均衡可以使均衡电路热耗散设计的利用率最大化,即增加平均均衡电流。

电池节数选择

SEL1、SEL2是电池串联数选择端子,可以通过它们来选择电池串联数量,如下表:

当CW1055的VDD电压小于0V充电开始电压(Vov),连接充电器且充电器输出电压高于PRE 端 M OSFET开启阀值时,预充电MOSFET开启,0V电池开始充电。

10、锂电保护芯片延迟时间设置

延迟时间是指CW1055从检测到电压达到设定的保护阀值至CW1055驱动CO/DO端输出高/低电平的时间。

CW1055的过充、过放、过流1和过流2保护都可以通过外部电容来设置延迟时间。

CW1055通过内置电流源给外部电容充电,一旦电容电压达到设定的电压阀值就触发保护动作。

不同端口输出电流如下:

CCT=0.2uA;CDT=2uA;CIT=0.2uA延迟时间T=1.6V·/I(s)以过充电保护为例,CCT端连接0.1uF的电容,延迟时间T=(1.6*0.1u/0.2uA)s,即0.8s。

其他延迟时间计算与过充保护相同。

11、锂电保护芯片的温度保护

NTC电阻的阻值会随着温度的变化而变化,若RCOT、RDOT端检测到的电压达到内部比较阀值,且维持Tcot/Tdot时间,充电过温保护和放电过温保护触发。

充电过温保护后,充电MOSFET关断,但放电MOSFET打开;放电过温保护后,充放电MOSFET同时关断。

过温阀值设置步骤

1.选择NTC电阻;

2.确定充电过温保护阀值,如:50℃;

3.根据NTC电阻的曲线图,找到50℃对应的电阻值,如35kQ;

4.使用相同阻值的正常电阻连接至RCOT引脚;

5.放电过温保护设置使用相同的方法,但电阻需连接至RDOT引脚;

6.通过选择电阻来设定合适的过温保护温度CW1055使用一个NTC来达到不同的充电过温和放电过温阀值设定。但此电路必须应用于充放电异口的应用设计。如果充放电同口,充电过温和放电过温只能使用一个温度阀值。

CW1055可选低温保护。

低温保护只针对充电,在RCOT端进行设置,设置方式与过温保护一致。

若选择低温保护,充电过温和放电过温只能使用一个温度阀值。

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