3節(jié)鋰電池保護電路

??? 下面以圖3為例，講述UCC3957的應用特點。

圖3? 3節(jié)鋰電池保護電路

??? 1）電池組的連接

??? 電池組與IC連接要注意它的順序。電池組的底端連接到AN4，頂端連接到VDD，每兩節(jié)電池的連接點按相應順序連接到AN1、AN2、AN3。

??? 2）選擇3或4節(jié)電池

??? 當電池組為3節(jié)電池時，CLCNT應連到DVDD，同時將AN3與AN4連到一起，當電池組為4節(jié)電池時，CLCNT接地（即連到AN4）

??? 3）欠壓保護

??? 當檢測到任一節(jié)電池處于過放電時（低于欠壓閾值），狀態(tài)檢測器同時關斷2只P溝道MOSFET，UCC3957進入休眠狀態(tài)，此時芯片的耗電僅為3.5μA，只有當WU電壓升到VDD時，芯片檢測到后重充電從而退出休眠狀態(tài)。

??? 4）充電

??? 當接入充電器時，CHGEN電壓被拉到DVDD，充電FET導通，電池組充電。而如果CHGEN開路或連到N4，則充電FET仍然關斷。

??? 充電期間，如果芯片處于休眠狀態(tài)，則放電FET仍然關斷，充電電流流過放電FET的體二極管；直到每節(jié)電池的電壓高于欠壓閾值，則放電FET導通。休眠期間，充電FET處于周期性的導通和關斷方式，導通時間為7ms，關斷時間為10ms。

??? 5）斷線保護

??? UCC3957具有內(nèi)部電池保護。如果內(nèi)部AN1，AN2或AN3斷線，芯片可檢測到并可預防電池組過壓。

??? 6）過壓保護與智能放電特性

??? 如果某一電池充電電壓超過正常過充電閾值，則充電FET關斷，以防止過充。關斷一直保持到該電池電壓降低到過充電閾值。在大多數(shù)保護設計中，在該過壓保護帶（正常值—過充電閾值，或反之，過充電閾值—正常值）之間，充電FET一直保持完全的關斷，此時放電電流必須通過充電FET的體二極管，該二極管的壓降高達1V，從而在充電FET內(nèi)產(chǎn)生極大的功耗，消耗寶貴的電池功率。

??? UCC3957具有智能放電特性，它可使充電FET對放電電流導通而仍然處于過壓回差之內(nèi)。這樣就大大減少了充電FET上的功耗。這一措施是通過采樣流經(jīng)傳感電阻上的電流的壓降來完成的。如果壓降超過15mV(0.025Ω傳感電阻對應0.6A的放電電流)，則充電FET再次導通。此例中，若20mW的FET，其體二極管壓降為1V，對應為1A負載，則其功耗由1W降至0.02W。

??? 7）過流保護

??? UCC3957采用二級過流保護模式保護電池組的過流和短路，當電流傳感電阻(接在AN4與BATLO間)上的壓降超過某一閾值時，過流保護進入間歇模式。在這一模式時，放電FET周期性地關斷與導通，直到故障排除。一旦故障排除，芯片自動恢復常規(guī)工作。為了適應大的電容負載，芯片有兩個過流閾值電壓，對應每一閾值電壓可以設定不同的延遲時間。這種二級過流保護既可對短路提供快速的響應，又可使電池組承受一定的浪涌電流。這樣可防止由于濾波電容較大而引起不必要的過流保護動作。

??? 第一級過流保護閾值為150mV，對應0.025Ω的傳感電阻，電流為6A。如果峰值放電電流超過該值所設定的時間(由接在CDLY1和地之間的電容設定),芯片進入間歇工作模式。間歇模式時的占空比約為6％，即關斷時間大約是導通時間的16倍。導通時間對電容值的關系曲線如圖4所示。

??? 第二級過流閾值為375mV，對應0.025Ω的傳感電阻，電流為15A。如果峰值放電電流超過該值所設定的時間(由接在CDLY2和地之間的電容設定)，芯片也進入間歇工作模式，且占空比相當?shù)?，一般小?％。其關系曲線如圖5所示；而關斷時間仍然由接在CDLY1與地之間上的電容決定。如圖4所示。這一技術大大地降低了短路時FET上的功耗，從而降低了對FET的使用要求。

圖4? 第一級過流延時時間tD與電容CCDLY1的關系曲線

圖5 第二級過流延時時間tD與電容CCDLY2的關系曲線

??? 在圖3中，CDLY1=0.022μF時，則第一級過流（當電流大于6A而小于15A時）導通時間為10ms，關斷時間為160ms，占空比為5.9％；當電流超過15A時如果不用CDLY2，則第二級過流保護的占空比為0.1％；如果CDLY2為22pF時，則導通時間為800μs，占空比為0.5％。