锂电池充电保护方案

锂电池充电保护方案

方案一：BP2971 电源管理芯片

特点

·输入电压区间（Pack+）：Vss-0.3V～12V

·FET 驱动

CHG和DSG FET驱动输出

·监测项

过充监测

过放监测

充电过流监测

放电过流监测

短路监测

·零充电电压，当无电池插入

·工作温度区间： Ta= -40～85℃

·封装形式: 6引脚 DSE（1.50mm 1.50mm 0.75mm）

应用

·笔记本电脑

·手机

·便携式设备

绝对最大额定值

·输入电源电压：-4.5V～7V

·最大工作放电电流：7A

·最大充电电流： 4.5A

·过充保护电压（OVP）：4.275V

·过充压延迟：1.2s

·过充保护电压（释放值）：4.175V

·过放保护电压（UVP）：2.8V

·过放压延迟：150ms

·过放保护电压（释放值）：2.9V

·充电过流电压（OCC）：-70mV

·充电过流延迟：9ms

·放电过流电压（OCD）：100mV

·放电过流延迟：18ms

·负载短路电压：500mV

·负载短路监测延迟：250us

·负载短路电压（释放值）：1V

典型应用及原理图

图1：BP2971应用原理图

引脚功能

NC（引脚1）：无用引脚。

COUT（引脚2）：充电FET驱动。此引脚从高电平变为低电平，当过充电压被V-引脚所监测到

DOUT（引脚3）：放电FET驱动。此引脚从高电平变为低电平，当过放电压被V-引脚所监测到

VSS (引脚4)：负电池链接端。此引脚用于电池负极的接地参考电压

BAT（引脚5）：正电池连接端。将电池的正端连接到此管脚。并用0.1uF的输入电容接地。

V-（引脚6）：电压监测点。此引脚用于监测故障电压，例如过冲，过放，过流以及短路电压。

芯片功能原理图

芯片功能性模式

参数可变（选）区间

V

过充监测电压 3.85V～4.60V 50mV steps OVP

过放监测电压 2.00V～2.80V 50mV steps

V

UVP

放电过流监测电压90mV～200mV 5mV steps

V

OCD

充电过流监测电压-45mV～-155mV 5mV steps

V

OCC

V

短路监测电压300mV，400mV，500mV，600mV SCC

过充监测延迟0.25s，1.00s，1.25s，4.50s

T

OVPD

T

过放监测延迟20ms，96ms，125ms，144ms UVPD

放电过流监测延迟8ms，16ms，20ms，48ms

T

OCDD

充电过流监测延迟4ms，6ms，8ms，16ms

T

OCCD

T

短路监测延迟250us（定值）

SCCD

正常工作：该芯片同时检引脚5（BAT）引脚4（VSS）之间电压差和引脚6（V-）引脚4（VSS）之间的电压差去控制电池的充放电。这个系统处于正常工作模式，当电池电压小于过充电压并且大于过放电压且引脚6（V-）的电压在充电过流和放电过流电压之间。如果满足以上条件，引脚2（COUT）和引脚3（DOUT）会输出高电平使电池正常工作。

过充模式：在充电时当电池电压大于过充监测电压（V

），进入该模式。如果

OVP

）, 引脚2（COUT）将转为低电平去断开充该情况持续超过过充监测延迟（T

OVDO

电回路。

当以下情况下，过充模式将被退出：

·如果引脚V-电压大于过充监测电压（V

）且电池电压降到过充释放电

OCC_Min

以下，将退出过充模式。

·如果引脚V-电压大于或等于过放监测电压（V

）且电池电压降到过充监

OCD

测电压以下，将退出过充模式。

过放模式：如果电池电压低于过放监测电压的时间超过过放监测延迟，引脚3

）内拉（DOUT）将转为低电平断开放电回路。在此情况下，V-引脚被电阻（R

V-D

起置BAT引脚。引脚V-和BAT的电压差将会是1.3V或者更低。电流消耗也会降到）。低耗能模式将会解除当充电器连入并且引脚V-和BAT的电低耗能电流（I

STANDBY

压差大于1.3V。

在过放模式下，如果充电器连入电池且引脚V-的电压小于-0.7V，一旦电池电压

），过放模式将被退出且启动引脚DOUT闭合放电回路。超过过放监测电压（V

UVP

在过放模式下，如果充电器连入电池且引脚V-的电压大于-0.7V，一旦电池电压

），过放模式将被退出且启动引脚DOUT闭合放电超过过放监测释放电压（V

UVP+Hys

回路。

放电过流（放电过流或负载短路）：

当电池处于正常工作状态时，如果引脚V-等于或大于放电过流监测电流的时间超过放电过流监测延迟，引脚DOUT电平将被拉低使放电回路断开。

当Pack+和Pack-之间的电阻增至激活电阻，系统回到正常工作状态。当V-引脚的电压降至BAT—1V或者更低，Pack+和Pack-之间电阻处于激活电阻

或者连接充电器去退出放电过流模式。

充电过流：

当电池处于正常工作状态时，如果引脚V-小于充电过流监测电流的时间超过充电过流监测延迟，引脚COUT电平将被拉低使充电回路断开。

当拔掉充电器，在V-引脚恢复到充电过流监测电压或者更高的电压时，系统将回到正常工作状态

充电过流监测功能缺失，当系统处于过放模式。