Микросхемы для защиты литиевых аккумуляторов. Справочные данные

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Справочные материалы

 Комментарии к статье

Современные литиевые аккумуляторы и аккумуляторные батареи для питания сотовых телефонов и других портативных электронных приборов обладают высокими массогабаритными показателями и большой энергоемкостью, но наряду с этим очень чувствительны к нарушениям режимов зарядки и разрядки. Последствия таких нарушений, зачастую непреднамеренных, могут быть довольно тяжелыми - от существенной потери энергоемкости до полного выхода батареи из строя. Сравнительная стоимость литиевых аккумуляторов и батарей пока остается высокой.

Это вынуждает встраивать в батареи довольно сложное электронное устройство, следящее за правильностью ее эксплуатации и не допускающее выхода за предельно допустимый режим. Ниже описаны микросхемы, выпускаемые фирмой ON Semiconductor, которые предназначены для выполнения именно этих функций. Одна из серии NCP802 защитит единичный литиевый аккумулятор, а МC33351А обеспечит надежную работу батареи из трех таких аккумуляторов. Знакомство с их особенностями поможет не только правильно эксплуатировать аккумуляторы, но и восстановить работоспособность после неожиданного "отказа", связанного нередко всего лишь со срабатыванием встроенной системы защиты.

Микросхемы серии NCP802

Их выпускают в нескольких конструктивных модификациях: NCP802SN1T1 - в малогабаритном пластмассовом корпусе SOT-23-6 (рис. 1), а NCP802SAN1T1 и NCP802SAN5T1 - в пластмассовом корпусе SON-6 (рис. 2) еще меньших размеров.

(нажмите для увеличения)

Если к обозначению добавлен индекс G, микросхема экологически безопасна (не содержит свинца). На корпус микросхем NCP802 нанесена лишь условная маркировка - буквы KN и код даты изготовления. Полное наименование со всеми индексами указано только в сопроводительной документации. Цоколевка микросхем представлена в табл. 1.

(нажмите для увеличения)

Типовая схема подключения прибора к защищаемому литий-ионному аккумулятору показана на рис. 3.

Цепь R2C1 - фильтр питания микросхемы DA1. Сопротивление резистора R2 не должно быть более 1 кОм, так как падение напряжения на нем может недопустимо увеличить пороги срабатывания узла защиты. Резисторы R1 и R2 ограничивают ток через микросхему при случайном подключении аккумулятора G1 к зарядному устройству, развивающему слишком большое напряжение, или в неправильной полярности. Чтобы в этих ситуациях не превысить допустимую для микросхемы рассеиваемую мощность, суммарное сопротивление этих резисторов должно быть не менее 1 кОм. Однако при сопротивлении резистора R1 более 30 кОм микросхема может не войти в режим зарядки при подключении к зарядному устройству ЗУ аккумулятора, разряженного до уровня ниже допустимого.

Полевые транзисторы VT1 и VT2 включены последовательно в цепь зарядки/разрядки аккумулятора G1. В рабочем состоянии оба они открыты, а суммарное сопротивление их каналов служит датчиком тока, протекающего в этой цепи. Понизить при необходимости пороги срабатывания токовой защиты можно включением последовательно между выводами стока транзисторов дополнительного резистора, не показанного на схеме.

Если транзистор VT1 закрыт, разрядка аккумулятора G1 на внешнюю нагрузку невозможна. Однако зарядный ток может беспрепятственно протекать через встроенный в транзистор защитный диод, включенный в прямом для этого тока направлении. Аналогичным образом закрытый транзистор VT2 запрещает зарядку, оставляя возможной разрядку аккумулятора G1. Когда закрыты оба транзистора, аккумулятор полностью отключен от внешних цепей.

Защита от перезарядки

Если напряжение на выводе Vcell микросхемы увеличивается, то в момент превышения некоторого порогового значения U1 она подает команду на закрывание транзистора VT2, устанавливая через резистор R1, соединенный с истоком транзистора VT2, на выводе СО низкий уровень напряжения, равный напряжению на выводе Р-.

Микросхема вернется в состояние с высоким уровнем на выводе СО после того, как напряжение, поданное на вывод Vcell, уменьшится до значения, немного меньшего порогового. Выход из состояния с низким уровнем напряжения на выводе СО произойдет и после подключения к аккумулятору нагрузки, если вызванное ее током падение напряжения на внутреннем диоде транзистора VT2 - оно приложено к выводу Р- - достигнет порогового уровня Uз (о нем сказано ниже) или превысит его.

Условия перехода микросхемы в состояние защиты или возвращения в исходное должны сохраняться в течение продолжительного времени, прежде чем этот переход произойдет - предусмотрена временная задержка.

Защита от чрезмерной разрядки

Когда напряжение на выводе Vcell, уменьшаясь, переходит установленный порог U2, на выводе DO появится низкий уровень напряжения, что приведет к закрыванию транзистора VT1 и прекращению дальнейшей разрядки аккумулятора G1. Возможность зарядки сохраняется. После того, как напряжение на выводе Vcell превысит порог U2, на выводе DO вновь возникнет высокий уровень.

В состоянии запрета разрядки аккумулятора ток, потребляемый микросхемой, резко снижается, так как большинство ее внутренних узлов переходит в пассивное состояние. Небольшое приращение напряжения на выводе Р-, вызванное подключением аккумулятора к ЗУ, снова активизирует микросхему

Временные диаграммы напряжения на различных выводах микросхемы и тока в цепи аккумулятора G1 показаны на рис. 4 и 5. Первый из них иллюстрирует работу узла защиты аккумулятора от перезарядки и превышения допустимого зарядного тока, а второй - от чрезмерной разрядки и превышения допустимого разрядного тока.

(нажмите для увеличения)

Защита от превышения разрядного тока и замыкания выводов аккумулятора

Этот узел действует, когда открыты оба транзистора - VT1 и VT2. Как только падение напряжения на них превысит любое из пороговых значений U3 или U5, на выводе DO установится низкий уровень, закрывающий транзистор VT1. Задержка его закрывания при превышении тока разрядки равна приблизительно 12 мс, а при замыкании выводов аккумулятора - 0,4 мс. Это намного меньше задержки срабатывания узла защиты от чрезмерной разрядки.

В результате узел токовой защиты срабатывает первым, предотвращая переход микросхемы в пассивный режим, для выхода из которого необходимо подключать аккумулятор к ЗУ. Для возвращения в исходное состояние после устранения замыкания или перегрузки по току разрядки достаточно, чтобы падение напряжения на имеющемся внутри микросхемы резисторе Rs стало меньше порогового. Этот резистор подключен между выводами Gnd (Общ.) и Р- при сработавшем узле токовой защиты и отключен от них во всех других состояниях.

Защита от превышения допустимого зарядного тока

Когда зарядный ток больше допустимого (например, аккумулятор подключен к "чужому" или неисправному ЗУ), отрицательное напряжение на выводе Р- ниже порога U4. Если в течение определенного времени эта ситуация не изменилась, на выводе СО будет установлен низкий уровень, что приведет к закрыванию полевого транзистора VT2 и прекращению зарядки. Для возвращения в исходное состояние необходимо отключить аккумулятор от ЗУ и на некоторое время подключить к нагрузке.

Управление временными задержками

Как отмечалось выше, для изменения состояния микросхемы необходимо действие определенных условий в течение заданных внутренними узлами микросхемы интервалов времени. При необходимости задержку можно отключить, после чего микросхема будет переключаться немедленно после возникновения соответствующего условия (длительность срабатывания узлов и возвращения в рабочий режим не регламентирована). Для этого достаточно вывод DS соединить с выводом Vcell. Нормальное состояние вывода DS - неподключенное. Между ним и выводом Gnd в микросхеме предусмотрен внутренний резистор.

Зарядка сильно разряженного аккумулятора

Если напряжение между выводами Vcell и Gnd микросхемы не менее 1,5 В, на ее выводе СО - высокий уровень, транзистор VT2 открыт. Это позволяет начать зарядку почти полностью разряженного аккумулятора.

Основные технические характеристики

• Напряжение питания, В......1,5...4,5
• Минимальное напряжение на аккумуляторе, при котором можно начать зарядку, В......1,5
• Наибольший ток, потребляемый в активном режиме, мкА, при напряжении питания 3,9 В и нулевом напряжении на выводе Р-......6
• типовое значение......3
• Наибольший ток, потребляемый в пассивном режиме, мкА, при напряжении питания 2 В......0,1
• Наибольшее значение напряжения низкого уровня на выходе СО управления транзистором зарядки, В, при напряжении питания 4,5 В и импульсе выходного тока 50 мкА......0,5
• типовое значение......0,4
• Наименьшее значение напряжения высокого уровня на выходе СО управления транзистором зарядки,В, при напряжении питания 3,9 В и импульсе выходного тока -50 мкА......3,4
• типовое значение......3,7
• Наибольшее значение напряжения низкого уровня на выходе DO управления транзистором разрядки, В, при напряжении питания 2 В и импульсе выходного тока 50 мкА......0,5
• типовое значение......0,2
• Наименьшее значение напряжения высокого уровня на выходе DO управления транзистором разрядки, В, при напряжении питания 3,9 В и импульсе выходного тока -50 мкА......3,4
• типовое значение......3,7

Узел защиты от перезарядки

• Пороговое напряжение срабатывания между выводами Vcell и Gnd, В при сопротивлении резистора R2 (рис. 3) 330 Ом и температуре окружающей среды в пределах -5...+55 °С для NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 .....4,32...4,38
• типовое значение......4,35
• NCP802SAN5T1 . . .4,245...4,305
• типовое значение .....4,275
• Пороговое напряжение срабатывания U,, В, при сопротивлении резистора R2 330 Ом и температуре окружающей среды +25 °С для
• NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 .....4,325...4,375
• типовое значение......4,35
• NCP802SAN5T1......4,25...4,3
• типовое значение .....4,275
• Задержка срабатывания t31, с, при увеличении напряжения питания (на выводе Vcell) от 3,6 до 4,4 В, для NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 ...0,175...0,325
• типовое значение......0,25
• NCP802SAN5T1......0,7...1,3
• типовое значение......1
• Задержка возвращения tB1 в рабочий режим, мс, при напряжении питания 4 В и увеличении падения напряжения на датчике тока R1 от нуля до 1 В......11...21
• типовое значение......16
• Узел защиты от переразрядки
• Пороговое напряжение срабатывания U2 (между выводами Vcell и Gnd), В, для
• NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 .....2,34...2,46
• типовое значение......2,4
• NCP802SAN5T1 .....2,24...2,36
• типовое значение......2,3
• Задержка срабатывания t32, мс, при уменьшении напряжения питания от 3,6 до 2,2 В......14...26
• типовое значение......20
• Задержка возвращения tB2 в рабочий режим, мс, при напряжении питания 3 В и уменьшении падения напряжения на датчике тока от 3 В до нуля .....0,7... 1,7
• типовое значение......1,2
• Узел защиты от превышения тока разрядки
• Пороговое напряжение U3 на датчике тока, В, для
• NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 .....0,18...0,22
• типовое значение......0,2
• NCP802SAN5T1 .....0,08...0,12
• типовое значение......0,1
• Задержка срабатывания t33, мс, при напряжении питания 3 В и увеличении падения напряжения на датчике тока от нуля до 1 В для NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1......8...16
• типовое значение......12
• NCP802SAN5T1......4..8
• типовое значение......6
• Задержка возвращения tB3 в рабочий режим, мс, при напряжении питания 3 В и уменьшении падения напряжения на датчике тока от 3 В до нуля .....0,7... 1,7
• типовое значение......1,2
• Узел защиты от превышения тока зарядки
• Пороговое напряжение U4 на датчике тока, В, при уменьшении падения напряжения на нем .....-0,13...-0,07
• типовое значение......-0,1
• Задержка срабатывания t34, мс, при напряжении питания 3 В и уменьшении падения напряжения на датчике тока от нуля до -1 В для NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1......11...21
• типовое значение......16
• NCP802SAN5T1......5... 11
• типовое значение......8
• Задержка возвращения tB4 в рабочий режим, мс, при напряжении питания 3 В и увеличении падения напряжения на датчике тока от-1 В до нуля......0,7...1,7
• типовое значение......1,2

Узел защиты от замыкания внешних выводов

• Пороговое напряжение U5 на датчике тока, В, при напряжении питания 3 В . . .Uпит - (1,4...1,8)
• типовое значение .....Uпит - 1,1
• Задержка срабатывания t35, мс, при напряжении питания 3 В и увеличении падения напряжения на датчике тока от нуля до 3 В . .0,25...0,6 типовое значение......0,4
• Сопротивление между выводами Р- и Gnd после срабатывания узла токовой защиты, кОм, при напряжении питания 3,6 В и падении напряжения на датчике тока 1 В......15. ..45
• типовое значение......30
• Узел управления задержками
• Напряжение на входе DS, отключающее задержки, В......Uпит+(-0,5...+0,3)
• Напряжение на неподключенном входе DS, В, при напряжении питания 3,6...4,4 В......1,05...(Uпи -1,1)
• Сопротивление внутреннего резистора между выводами DS и Gnd, МОм......0,5...2,5
• типовое значение......1,3
• Предельно допустимые значения
• Напряжение, В, между выводами Vcell и Gnd (напряжение питания), а также между выводами DS и Gnd, DO и Gnd......-0,3...+12
• Напряжение, В, между выводами Р- и Gnd, а также между СО и Р-......Uпит+(-28...+0,3)
• Наибольшая рассеиваемая мощность, мВт......150
• Рабочий интервал температуры кристалла, °С......-40...+85
• Температура хранения, °С .. .-55...+125

При неподключенном выводе DS, если не указано иного.

Кроме указанных выше, та же фирма выпускает серию микросхем MC33349N, отличающихся от NCP802SN1T1 в основном только значениями трех параметров:

• Пороговое напряжение срабатывания U1, В (типовое значение) при сопротивлении резистора R2 330 Ом и температуре окружающей среды +25 °С, для MC33349N-3R1, MC33349N-4R1......4,25
• MC33349N-7R1......4,35
• Пороговое напряжение срабатывания U2, В (типовое значение)......2,5
• Пороговое напряжение U3 на датчике тока, В (типовое значение), для
• MC33349N-3R1, MC33349N-7R1......0,2
• MC33349N-4R1......0,075

В маркировке на корпусе этих микросхем вместо KN нанесено цифробуквенное обозначение: А1 - для MC33349N-3R1, А2 - MC33349N-4R1 и АО - MC33349N-7R1.

Емкость конденсатора С2 изготовитель не указывает.

Смотрите другие статьи раздела Справочные материалы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Ветроэнергетика полностью обеспечит Бразилию электроэнергией 06.11.2013 Экономика Бразилии быстро растёт, и в ближайшее десятилетие потребности страны в электроэнергии, как ожидается, возрастут на 50%. В настоящее время значительная часть энергии вырабатывают гидроэлектростанции, но серьёзно увеличивать число дамб в стране правительство не желает, и потому обращает внимание на другой изобильный источник энергии - ветер. Пока в стране не много мощных ветряных электростанций, но в ближайшее время ожидается взрывное развитие этого направления. На значительных просторах Бразилии наблюдаются сильные и постоянные ветры - это отличные условия для установки ветряков. Те же ветряные турбины здесь будут более эффективны, чем во многих других частях света. В настоящее время целью является к 2021 году восполнить 10% потребностей страны в электричестве за счёт ветряной энергии. Этой энергии хватит, чтобы обеспечить электричеством Сан-Паулу, крупнейший город Южной Америки, в котором проживает порядка 11 миллионов жителей. Представители компании Renova Energia, занимающиеся ветряными турбинами, отмечают, что ветряная энергия хорошо дополнит получаемую от гидроэлектростанций, потому что во время дождя ветры ослабевают, а во время сильных ветров обычно не бывает дождей.

Другие интересные новости:

▪ Флайбэк без оптрона Maxim Integrated MAX17690

▪ Алмазы из нефти

▪ Новая гипотеза о природе черных дыр

▪ Алюминиевая пленка защищает от лесных пожаров

▪ Деревья помогают с городской жарой

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электроснабжение. Подборка статей

▪ статья Жюль Габриэль Верн. Знаменитые афоризмы

▪ статья Сколько нужно спать, чтобы долго жить? Подробный ответ

▪ статья Джовар. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Принцип действия электронного стартера на микросхеме UBA2000T. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Искусственное окрашивание цветов. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026