DS2720 IC使用外部开关元件,如低成本n沟道功率MOSFET,来控制充电和放电电流。内部9V的电荷泵为外部n沟道MOSFET提供高端驱动,与常见使用相同FET的低端保护电路相比具有更低的导通电阻。FET导通电阻实际上随电池放电而减少(见图8)。
图8. 受DS2720高端模式控制的保护FET电阻小于传统低端模式FET电阻。受DS2720控制的FET电阻实际上随电池电压下降而降低。
DS2720稳压的高端n-FET驱动,即便在放电快结束时,都能保证低开关阻值。这将延长便携设备运行时间。
监控电池过压/欠压,过流和过热
稳压电荷泵支持高端模式n型沟道MOSFET
集成电池选择功能
8字节可锁定用户EEPROM
64位唯一电子序列号
低功耗:工作15µA,静态1µA
提供8引脚MSPO微型封装
1-Wire®数据通讯接口
DS2720允许用户通过数据接口或专用输入控制外部FET,减少了可充电Li+电池系统中额外的功率开关控制。DS2720通过其1-Wire接口提供主机系统对状态和控制寄存器、测量寄存器,以及通用数据存储器的读写访问。每个器件都有一个工厂编程的64位唯一地址,允许主机系统单独寻址每个器件(图9)。
图9. 受DS2720保护的锂离子电池波形
DS2720为电池信息存储提供两类存储器,及EEPROM和可锁定EEPROM。EEPROM是真正的非易失(NV)存储器,用来保存重要的电池数据,不会因电池过度放电、偶然短路或ESD事件丢失数据。可锁定EEPROM在锁定后相当于只读存储器(ROM),用于更安全地保存不再改变的电池数据。
保护模式
过压
如果在VDD检测的电池电压超过过压阈值VOV时间大于过压延迟时间tOVD,则DS2720关闭充电FET,并将保护寄存器的OV置位。在过压期间,放电通路保持开放。除非被另外保护条件锁定,当电池电压降到充电使能阈值VCE以下或由于放电导致VDD - VPLS > VOC时,充电FET被重新使能。
欠压
如果在VDD检测的电池电压低于欠压阈值VUV时间大于欠压延迟时间tUVD,则DS2720关闭充电和放电FET,并将保护寄存器的UV置位,使其进入休眠模式。当电池电压升到VUV以上和连接充电器后,IC打开充电和放电FET。
短路
如果在VDD检测的电池电压低于放电阈值VSC时间达到延迟时间tSCD,则DS2720关闭充电和放电FET,并将保护寄存器的DOC置位。除非PLS上的电压升至大于VDD - VOC,否则充电和放电FET不会导通。DS2720提供流经内部VDD至PLS电阻RTST的测试电流,当VDD升至大于VSC时上拉PLS。DS2720利用此测试电流检测有害低阻抗负载的移除。另外,测试电流还提供了流经RTST,由PLS到VDD的恢复性充电通路。
过流
若加在保护FET的电压(VDD - VPLS)大于VOC的时间超过了tOCD,则DS2720关断外部充电和放电FET,并将保护寄存器DOC置位。直到PLS上的电压升至大于VDD - VOC时电路才会导通。DS2720提供流经内部VDD至PLS电阻RTST的测试电流来检测有害低阻抗负载的移除。
过热
若DS2720温度超过TMAX,则立即关断外部充电和放电FET。在以下两个条件满足前FET不会导通:电池温度降到低于TMAX,主机将OT复位。
充电温度
应尽量在室温下充电。镍基电池应在10°C至30°C (50°F至86°F)之间快速充电。低于5°C (41°F)和高于45°C (113°F)时镍基电池的充电能力急剧下降。锂离子电池在整个温度范围内呈现良好的充电性能,但低于5°C (41°F)时充电速率应小于1°C。
结论
NiMH充电器可为NiCd电池充电,反之则不行。NiCd电池专用的充电器将会使NiMH电池过充。快速充电可增强镍基电池的寿命和性能,这是因为快速充电降低了内部结晶引起的记忆效应。镍基和锂基电池要求不同的充电算法。Li+电池需要保护电路来监控和保护过流、短路、过压、欠压以及过热。注意,在电池不常使用时,应从充电器中取出,在使用前对电池浮充