單芯片鋰電池保護設(shè)計方案

圖4：正極保護的鋰電池保護方案。

上面的“二芯合一”方案及單芯片正極保護方案雖然在方案面積及成本上給用戶帶來了一定的優(yōu)勢，但優(yōu)勢仍不明顯。這些方案同時又帶來了一些弊端，因此在與成熟的傳統(tǒng)方案競爭客戶的過程中，最終還是只能以降低毛利空間來打價格戰(zhàn)。由于這些方案的真正原始成本并沒有明顯的優(yōu)勢，所以隨著傳統(tǒng)方案的控制IC及開關(guān)管芯片的降價，這些“二芯合一”的方案或正極保護方案并沒有能夠撼動傳統(tǒng)方案的市場統(tǒng)治地位。

近年來市面上出現(xiàn)了眾多新創(chuàng)的開關(guān)管芯片廠商，為了降低成本，封裝時原本打金線改成打銅線，開關(guān)管也不帶ESD保護。這些產(chǎn)品雖然在性能上與品牌開關(guān)管相比有一定的差異，但因為成本優(yōu)勢很快搶占了二級市場，也為傳統(tǒng)方案在與“二芯合一”及正極保護方案在市場競爭中的勝出作出了巨大貢獻。

全集成鋰電池保護方案

賽芯微電子通過自主研發(fā)的多項器件及電路專利結(jié)合獨特的工藝技術(shù)，將控制IC與開關(guān)管集成于同一芯片，推出世界最小的鋰電池保護方案XB430X系列產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品采用傳統(tǒng)的N型開關(guān)管，與傳統(tǒng)方案的負極保護原理一致，保護板廠商或電池廠商無需更換任何測試設(shè)備或理念。該系列芯片本身就是一個完整的鋰電池保護方案，無需外接任何元器件即可實現(xiàn)鋰電池保護的功能。為了防止Vcc線上的噪聲，建議在使用XB430X系列芯片時在VCC和電池負端之間外接一個電容，如圖5所示。

圖5：XB430X系列鋰電池保護方案。

XB430X系列芯片集成度非常高，不僅將傳統(tǒng)的控制IC和開關(guān)管集成，而且將原理圖1中R1、R2也集成到同一芯片。 集成后的芯片非常小，最小的可以采用市面上通用的SOT23-5L封裝。該芯片系列開關(guān)管內(nèi)阻極低，最小內(nèi)阻可達40m?以下，與市面上最好的開關(guān)管內(nèi)阻相當。當采用最小封裝SOT23-5L時，持續(xù)充電和放電電流可達2.5安培，而不會有散熱問題。若持續(xù)充放電電流大于2.5安培，建議使用XB430X系列中的SOP8封裝產(chǎn)品。

XB430X具有傳統(tǒng)保護方案中的所有保護功能：過充保護、過放保護、過流保護和短路保護。不僅如此，由于控制IC與開關(guān)管集成于同一芯片，控制IC可隨時檢測開關(guān)管芯片溫度。當電池因長期在高溫環(huán)境下使用，或充放電時電流超過正常充放電電流，卻又沒有達到過流保護閾值等原因而致使芯片溫度過高時，會啟動過溫保護功能，以保護芯片及電池。另外，內(nèi)置開關(guān)管帶有ESD保護功能，可大幅提高保護板和電池在加工過程中的良率。

XB430X內(nèi)部控制IC及開關(guān)管來自于同一個生產(chǎn)