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[综合] 分享一个超低功耗(2.8uA)充放电芯片BRCL3230的资料,并求助它的充电接法

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发表于 2022-12-23 13:23:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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最近在查资料制作单节锂电池过放保护电路,偶然间发现这个芯片非常适合过放保护,这个芯片型号为:BRCL3230ME。同属系列的芯片还有BRCL3130ME、BRCL3160ME。它们的封装均为SOT23-5。

下面是这款芯片的资料介绍:
芯片描述:
■BRCL3230ME 产品是单节锂离子/锂聚合物可充电电池组保护的高集成度解决方案。BRCL3230ME 包括了先进的功率 MOSFET,高精度的电压检测电路和延时电路。
■BRCL3230ME 具有非常小的 SOT23-5 的封装,这使得该器件非常适合应用于空间限制得非常小的可充电电池组应用。
■BRCL3230ME 具有过充,过放,过流,短路等所有的电池所需要保护功能,并且工作时功耗非常低。
■该芯片不仅仅为手机而设计,也适用于一切需要锂离子或锂聚合物可充电电池长时间供电的各种信息产品的应用场合。

芯片特点:
■内部集成等效 45mΩ 的先进的功率 MOSFET;
■超小封装 SOT23-5;
■内部集成 RC,无需任何外围器件;
■过温保护;
■过充电电流保护;
■2 段过流保护:过放电电流 1,过放电电流 2,负载短路电流;
■充电器检测;
■0V 电池充电功能,延迟时间内部设定,高精度电压检测;
■低静态电流,正常工作电流:2.8uA,待机电流:1.6uA;

芯片功能框图:
功能框图.png

引脚排列:
引脚排列.png

应用电路图:
应用电路图.png

■功能描述:
BRCL3230ME监控电池的电压和电流,并通过断开充电器或负载,保护单节可充电锂电池不会因为过充电压,过放电压,过充电流,过放电流以及短路等情况而损坏。系统外围电路简单。MOSFET已内置,等效电阻典型值为45mΩ。

■正常工作模式:
如果没有检测到任何异常情况,输出管一直打开,充电和放电过程都将自由转换。这种情况称为正常工作模式。

■过放电压情况:
在正常放电过程中,当电池电压降到过放检测电压(VDL)以下,并且持续时间达到过放电电压检测延时时间(TDL)或更长,BRCL3230ME将切断电池和负载的连接,停止放电。这种情况被称为过放电压情况。当控制放电的FET被关断,VM通过内部VM与VDD之间的RVMD电阻被拉到高电平,同时芯片的耗电电流会降到休眠电流(IPDN),这种情况被称为休眠情况。在过放和休眠情况中,VM和VDD之间由RVMD电阻连接。当一个充电器连接上并且VM电压低于充电检测电压(VCHA)时,休眠状态解除。这时放电FET仍然是断开的。当电池电压升高到过放检测电压(VDL)或更高时(见备注),BRCL3230ME打开FET进入正常工作模式。
备注:在电池处于过放电情况下接上充电器,如果 VM端电压不低于充电检测电压(VCHA),并且电池电压达到过放解除电压(VDR)或更高,过放情况解除。

■过放电流情况:
正常工作模式下,当放电电流等于或高于设定的值(VM电压等于或高于过电流检测电压),并且持续时间达到过放电流检测延迟时间,BRCL3230ME关断放电FET,停止放电。这种情况称为过放电流情况(包括过放电流1,过放电流2和负载短路电流)。过放电流情况下,VM和GND被RVMS电阻给短接了。当一个负载连接上,VM电压等于VDD减去负载电阻上的电压。
由于VM和GND之间连接 RVMS电阻,当负载断开,VM电压被拉到地电位。当检测到VM电位低于过流1检测电压,芯片回到正常状态。

■过充电情况:
在正常条件下的充电过程中,当电池电压高于过充检测电压(VCU),并持续时间达到过充电压检测延迟时间(TCU)或更长,BRCL3230ME将关断FET以停止充电。这种情况称为过充电压情况。
以下两种情况下,过充电压情况将被释放:
(1)当电池电压低于过充解除电压(VCL),BRCL3230ME打开输出管,回到正常工作模式。
(2)当连接一个负载进行放电,BRCL3230ME打开输出管,回到正常工作模式。
解除机制如下:接上负载后放电电流立刻流过输出管的内部寄生二极管,VM电压升到0.7V(即二极管的正向压降),BRCL3230ME检测到这个电压后,将过充电压阈值切换到 VCU,接下来,当电池电压低于过充检测电压(VCU),BRCL3230ME立刻恢复到正常工作模式,但是如果电池电压高于过充检测电压(VCU),即使负载是接着的,芯片也不会恢复到正常工作模式,必须要等到电池电压低于过充检测电压(VCU)。另外,在接上负载放电时,如果VM电压等于或低于过电流1检测电压,芯片不会恢复到正常工作模式。
注:当电池被充电到超过过充检测电压(VCU)并且电池电压没有降到过充检测电压(VCU)以下,即使加上一个可以导致过流的重载,过流1和过流2都不会工作,除非电池电压跌倒过充检测(VCU)以下。但是实际上电池是有内阻的,当电池接上一个重载,电池的电压会立即跌落,这时过流1和过流2就会动作。

■异常充电电流检测:
正常充电时,如果VM电压降到充电检测电压以下(VCHA),并且持续时间超过过充电流检测延时时间(TCU),BRCL3230ME关断充电FET停止充电。这种情况称为异常充电电流检测。
断开充电器,VM和GND之间电压高于充电器检测电压(VCHA)时,异常充电电流模式解除。由于0V电池充电功能优先级高于不正常电流充电检测,电池电压很低的电池正在进行0V充电时,异常充电电流检测将不工作。

■负载短路情况
如果VM电压高于短路保护电压(VSHORT),并且持续时间超过短路检测延迟时间(tSHORT),BRCL3230ME将与负载断开停止放电。当 VM电压低于短路保护电压(VSHORT)时,例如负载被移除,负载短路情况将解除。

■0V 电池充电功能
此功能用于对已经自放电到 0V的电池进行再充电。当充电器插上时,会通过内部二极管来给电池进行充电,当电池电压高于过放电检测电压(VDL)时,保护IC进入正常工作状态。
注:(1)某些完全自放电后的电池,不允许被再次充电,这是由锂电池的特性决定的。请询问电池供应商,确认所购买的电池是否具备“允许向 0V电池充电”的功能,还是“禁止向0V电池充电”的功能。
(2)“允许向0V电池充电功能”比“充电过流检测功能”优先级更高。因此,使用“允许向0V电池充电”功能的IC,在电池电压较低的时候会强制充电。电池电压低于过放电检测电压(VDL)以下时,不能进行充电过流状态的检测。
(3)当电池第一次接上保护电路时,这个电路可能不会进入正常模式,此时无法放电。如果产生这种现象,使VM管脚电压等于GND电压(将VM与GND短路或连接充电器),就可以进入正常模式。


经查阅资料,我知道这款芯片放电的接法,但是不知道充电的接法,怎么利用芯片对锂电池充电?下面是坛友rgyiii设计的放电电路,但是没有充电电路,希望各位大神帮忙提供一下这款芯片的充电电路,不胜感激。
放电电路图.png

官方PDF资料下载(系统扣除55家元):



BRCL3230ME.pdf

1.11 MB, 下载次数: 3, 下载积分: 家元 -55

发表于 2022-12-23 13:46:38 | 显示全部楼层
充放电都在Charger.
充放同口

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 楼主| 发表于 2022-12-23 16:10:25 | 显示全部楼层
gy9319 发表于 2022-12-23 13:46
充放电都在Charger.
充放同口

你是说Charger+和Charger-这两个端口,即是向外输出的放电端口,也是向内充电的输入端口?有这种设计?
充电时,怎么判断电池的电压有没有超压?
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发表于 2022-12-23 16:15:10 | 显示全部楼层
Charger-和电池负是分开的看到了吗?
IC内部检测

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发表于 2022-12-24 09:30:25 | 显示全部楼层
IC这么智能辨别?另外,静态电流?
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发表于 2022-12-24 17:22:25 | 显示全部楼层
我还用过一种三脚的。
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 楼主| 发表于 2022-12-24 19:58:58 | 显示全部楼层
kindzhon 发表于 2022-12-24 17:22
我还用过一种三脚的。

什么型号,发个图看看
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发表于 2022-12-24 20:21:34 | 显示全部楼层
XB3303A小巧多了。

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 楼主| 发表于 2022-12-24 22:01:57 | 显示全部楼层

真的好简单,谢谢提供资料
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发表于 2022-12-24 23:15:36 | 显示全部楼层
这电路还是不够简洁
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 楼主| 发表于 2022-12-24 23:22:09 | 显示全部楼层
jounge 发表于 2022-12-24 23:15
这电路还是不够简洁

啊,还不够简洁啊?你有更优的方案吗?提供一下资料看看,谢谢
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发表于 2022-12-25 15:03:40 | 显示全部楼层
又学了不少
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发表于 2023-2-6 10:07:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 toppers 于 2023-2-6 10:10 编辑

可以屯一些了,用锂电必备的
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 楼主| 发表于 2023-2-8 00:19:35 | 显示全部楼层
toppers 发表于 2023-2-6 10:07
可以屯一些了,用锂电必备的

是的,我也要慢慢屯一些,家里的锂电池蛮多的
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发表于 2024-2-4 08:32:15 | 显示全部楼层
这个电路图用了降压二极管,提高了过放保护的同时也失去了冲过保护
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