單芯片鋰電池保護設計方案

圖4：正極保護的鋰電池保護方案。

上面的“二芯合一”方案及單芯片正極保護方案雖然在方案面積及成本上給用戶(hù)帶來(lái)了一定的優(yōu)勢，但優(yōu)勢仍不明顯。這些方案同時(shí)又帶來(lái)了一些弊端，因此在與成熟的傳統方案競爭客戶(hù)的過(guò)程中，最終還是只能以降低毛利空間來(lái)打價(jià)格戰。由于這些方案的真正原始成本并沒(méi)有明顯的優(yōu)勢，所以隨著(zhù)傳統方案的控制IC及開(kāi)關(guān)管芯片的降價(jià)，這些“二芯合一”的方案或正極保護方案并沒(méi)有能夠撼動(dòng)傳統方案的市場(chǎng)統治地位。

近年來(lái)市面上出現了眾多新創(chuàng )的開(kāi)關(guān)管芯片廠(chǎng)商，為了降低成本，封裝時(shí)原本打金線(xiàn)改成打銅線(xiàn)，開(kāi)關(guān)管也不帶ESD保護。這些產(chǎn)品雖然在性能上與品牌開(kāi)關(guān)管相比有一定的差異，但因為成本優(yōu)勢很快搶占了二級市場(chǎng)，也為傳統方案在與“二芯合一”及正極保護方案在市場(chǎng)競爭中的勝出作出了巨大貢獻。

全集成鋰電池保護方案

賽芯微電子通過(guò)自主研發(fā)的多項器件及電路專(zhuān)利結合獨特的工藝技術(shù)，將控制IC與開(kāi)關(guān)管集成于同一芯片，推出世界最小的鋰電池保護方案XB430X系列產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品采用傳統的N型開(kāi)關(guān)管，與傳統方案的負極保護原理一致，保護板廠(chǎng)商或電池廠(chǎng)商無(wú)需更換任何測試設備或理念。該系列芯片本身就是一個(gè)完整的鋰電池保護方案，無(wú)需外接任何元器件即可實(shí)現鋰電池保護的功能。為了防止Vcc線(xiàn)上的噪聲，建議在使用XB430X系列芯片時(shí)在VCC和電池負端之間外接一個(gè)電容，如圖5所示。

圖5：XB430X系列鋰電池保護方案。

XB430X系列芯片集成度非常高，不僅將傳統的控制IC和開(kāi)關(guān)管集成，而且將原理圖1中R1、R2也集成到同一芯片。 集成后的芯片非常小，最小的可以采用市面上通用的SOT23-5L封裝。該芯片系列開(kāi)關(guān)管內阻極低，最小內阻可達40m?以下，與市面上最好的開(kāi)關(guān)管內阻相當。當采用最小封裝SOT23-5L時(shí)，持續充電和放電電流可達2.5安培，而不會(huì )有散熱問(wèn)題。若持續充放電電流大于2.5安培，建議使用XB430X系列中的SOP8封裝產(chǎn)品。

XB430X具有傳統保護方案中的所有保護功能：過(guò)充保護、過(guò)放保護、過(guò)流保護和短路保護。不僅如此，由于控制IC與開(kāi)關(guān)管集成于同一芯片，控制IC可隨時(shí)檢測開(kāi)關(guān)管芯片溫度。當電池因長(cháng)期在高溫環(huán)境下使用，或充放電時(shí)電流超過(guò)正常充放電電流，卻又沒(méi)有達到過(guò)流保護閾值等原因而致使芯片溫度過(guò)高時(shí)，會(huì )啟動(dòng)過(guò)溫保護功能，以保護芯片及電池。另外，內置開(kāi)關(guān)管帶有ESD保護功能，可大幅提高保護板和電池在加工過(guò)程中的良率。

XB430X內部控制IC及開(kāi)關(guān)管來(lái)自于同一個(gè)生產(chǎn)