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:

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Клавиатура Gboard kurukuru version с вращающимися лентами 14.10.2026

Обычная клавиатура предполагает, что движется человек: пальцы перемещаются от одной неподвижной клавиши к другой, а расположение символов остается неизменным. Google Japan решила перевернуть этот привычный принцип и проверить, что произойдет, если заставить двигаться сам интерфейс. Так появился экспериментальный проект Gboard, в котором клавиши постоянно перемещаются и сами оказываются в зоне нажатия. Необычная конструкция получила название Gboard "Курукуру-версия" (Gboard kurukuru version). Проект стал очередным ежегодным экспериментом японского подразделения Google, посвященным альтернативным способам взаимодействия человека с текстом. На этот раз идея не ограничилась компьютерной концепцией: специалисты создали полноценный физический прототип, способный работать в реальных условиях, а материалы для его самостоятельного изготовления сделали доступными для всех желающих. Основу устройства образуют четыре замкнутые подвижные ленты, вращающиеся вокруг конструкции. На каждой из них ...>>

Легкий бег влияет на мозг и самоконтроль 13.10.2026

Физическая активность не обязательно должна быть интенсивной, чтобы на короткое время изменить состояние мозга. Новое исследование японских специалистов показывает, что даже непродолжительный бег с очень небольшой нагрузкой способен повлиять на настроение, внимание и способность контролировать собственные действия. Причем для этого, по данным эксперимента, может быть достаточно всего 10 минут. Работу провели исследователи из Университета Цукубы с участием 24 здоровых молодых людей. Добровольцы выполняли два разных условия: в одном случае они спокойно сидели в течение 10 минут, а в другом такое же время проводили на беговой дорожке. Скорость во время пробежки составляла приблизительно от 3 до 6 км/ч, поэтому нагрузка оставалась сравнительно небольшой. Средняя частота сердечных сокращений участников при этом находилась в пределах 104-107 ударов в минуту. После завершения физической активности добровольцы сообщали о большей бодрости и более приятном эмоциональном состоянии по сравне ...>>

Случайная новость из Архива Эффективное обучение по сне 09.09.2012 С утра человек способен вспомнить ассоциации, созданные в его мозгу во время сна - об этом заявили в Nature Neuroscience ученые из Нового исследовательского института Вейцмана, где была проведена серия экспериментов на добровольцах. Суть их работы заключалась в том, что подопытные добровольцы во сне подвергались сначала поочередному воздействию запахов и звуков, а затем - только звуков. Ученые установили, что после пробуждения испытуемые, услышав звук из своего сна, легко и без осечек вспоминали запах, соответствующий ему. Другими словами, ученым удалось доказать, что люди могут узнавать и усваивать новую информацию, пока они спят. Эксперименты по обучению во сне проводятся давно. Студенты перед экзаменами еще с 60-х годов прошлого века пытались засыпать под магнитофон с лекциями - результаты были удручающими. Самые строгие испытания обучения во сне "на слух" не смогли доказать, что новые знания действительно остаются в памяти после пробуждения. Оказалось, этого очень непросто добиться. Тогда и возникли соображения, что необходимо задействовать не только слуховую, но и другие виды памяти. Но в то время, как все больше исследований свидетельствуют о важности использования сна для обучения, никто из ученых до сегодняшнего дня так и не сумел доказать факт реального усвоения новой информации мозгом спящего взрослого человека. Известный израильский ученый профессор Ноам Собел и его аспирантка Анат Арзи из отдела нейробиологии института Вейцмана в сотрудничестве с исследователями из Реабилитационного центра Левинштейн и Академического колледжа "Тель-Авив - Яффо" решили поэкспериментировать с комплексным воздействием звуков и запахов на человека. Добровольцы засыпали в особой камере, и состояние их сна постоянно контролировалось датчиками. За результатами следили очень строго. Скажем, если испытуемый хоть на мгновение просыпался, его результаты безжалостно отбраковывались. Камеру наполняли поочередно приятными и неприятными запахами, им соответствовали определенные звуковые сигналы. Во сне люди начинали глубже дышать, если запах им нравился, или дышать коротко, если аромат был неприятным. Также они реагировали, если во сне слышали только одни звуки, ранее сопровождавшие соответствующие ароматы. И что самое поразительное, после пробуждения испытуемые реагировали на эти же звуки рефлекторно так же, как во сне - на звуки "приятных" запахов начинали глубже дышать, а на звуки "неприятных" - наоборот. И это притом, что самих звуков они не запомнили.

Другие интересные новости:

▪ Компьютер складывается вчетверо

▪ Универсальный скафандр нового поколения

▪ Раскрыт секрет голубых глаз хаски

▪ Разработан векторный видеокодек

▪ Космический кузнечик

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Должностные инструкции. Подборка статей

▪ статья Прядильная машина. История изобретения и производства

▪ Что послужило толчком к началу Великой Французской революции? Подробный ответ

▪ статья Бригадир котельной. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Автомат периодического включения нагрузки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Карманный радиоприемник Москва. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026