До сих пор в цикле фигурировали лишь контроллеры одиночных литиевых аккумуляторов. Сегодня мы исправим положение. В этой статье речь пойдет о микросхеме CM10XX, способной контролировать работу литиевой аккумуляторной батареи.
Общая информация
Микросхема CM10XX представляет собой контроллер литиевой аккумуляторной батареи (Battery protection IC), собранной из нескольких аккумуляторов. Прибор выполняется в корпусе SOP-16 и TSSOP-16. Серия имеет несколько модификаций:
- CM1031 – на 3 аккумулятора;
- CM1041 – на 4 аккумулятора;
- CM1051 – на 5 аккумуляторов.
Важно! Кроме того все вышеуказанные микросхемы имеют еще по две модификации - DS/DT – для аккумуляторов с катодом на основе кобальта с напряжением полного заряда 4.2 В; GS/GT – для литий-железо-фосфатных аккумуляторов с напряжением полного заряда 3.65 В.
В функции контроллера входит:
- защита от перезаряда;
- защита от переразряда;
- защита от превышения тока разряда и короткого замыкания;
- защита от превышения тока заряда;
- температурная защита батареи;
- балансировка ячеек при заряде;
- контроль напряжения каждой ячейки при разряде;
В этой статье мы рассмотрим модификацию CM1041-DS и CM1041-GS в корпусе SOP (последняя литера в обозначении –S), предназначенную для работы с четырьмя аккумуляторами.
Назначение выводов и характеристики
Микросхема имеет 16 выводов. Назначение и расположение их следующее:
- 1 – VCC. Напряжение питания.
- 2 – VC1. Подключение «плюса» аккумулятора G1.
- 3 – VC2. Подключение «плюса» G2 и «минуса» G1.
- 4 – VC3. Подключение «плюса» G3 и «минуса» G2.
- 5 – VC4. Подключение «плюса» G4 и «минуса» G3.
- 6 – NC. Не используется.
- 7 – VSS. Подключение «минуса» G4.
- 8 – TOC. К конденсатору задержки защиты от перезаряда.
- 9 – ТОD. К конденсатору задержки защиты от переразряда.
- 10 – TEC. К конденсатору задержки защиты от перегрузки.
- 11 – RTS. Вывод для подключения термодатчика.
- 12 – RTV. Вывод для подключения резистора установки порога защиты от перегрева.
- 13 – VINI. Вход контроля тока.
- 14 – DO. К ключу управления разрядом.
- 15 – CO. К ключу управления зарядом.
- 16 – VM. Вход определения подключения нагрузки и зарядного устройства.
Электрические характеристики CM1041
Защиты
Рассмотрим алгоритм работы срабатывания защит, всего их 6.
От переразряда
Если напряжение на любом аккумуляторе становится ниже VOD и останется та таком уровне в течение определенного времени (задается конденсатором СОD), то микросхема закрывает транзистор Q1 (см. схему ниже). Если напряжение на аккумуляторе повысится до VODR на время COD, транзистор Q1 откроется и разрядка продолжится.
От перезаряда
Если напряжение на любом аккумуляторе становится выше VOС и останется та таком уровне в течение определенного времени (задается конденсатором COC), то микросхема закрывает транзистор Q2. Если напряжение на аккумуляторе снизится до VOCR на время COC, транзистор Q2 откроется и зарядка продолжится.
От перегрузки по разряду и КЗ
Защита срабатывает и отключает транзистор Q1, когда в трех случаях:
- напряжение на выводе VINI выше, чем 0.1 В на время 1 с;
- напряжение на выводе VINI выше, чем 0.16 В на время 100 мс;
- напряжение на выводе VINI выше, чем 0.5 В на время 1.3 мс.
Для сброса защиты от перегрузки нужно отключить нагрузку или причину, вызвавшую КЗ.
От превышения тока заряда
Если в процессе заряда напряжение на выводе VINI станет ниже уровня напряжения защиты от перегрузки по току зарядки VCHA и длится в течение TCHA или более, то транзистор заряда Q2 отключается. Чтобы сбросить защиту необходимо отключить зарядное устройство.
От отключения ячейки
Если любой из аккумуляторов отключится от одного из выводов VC1, VC2, VC3 или VC4, Закрываются оба транзистора Q1 и Q2, останавливая заряд и разряд. При восстановлении правильного соединения защита сбрасывается.
Температурная защита
Эта защита имеет три уровня срабатывания:
- выше установленной при заряде;
- ниже установленной при разряде;
- выше установленной при разряде.
Температура батареи контролируется терморезистором, установленным непосредственно на батарее. Он подключается к выводу 11.
Важно! Порог срабатывания по перегреву устанавливается резистором, подключенным к выводу 12. Низкая температура установлена производителем на значении -10 °C.
Все три уровня защит автоматически сбрасываются при изменении температуры на 10 градусов в соответствующую сторону. При необходимости температурную защиту можно отключить. Для этого между выводами 11 и 7 установить резистор номиналом 1 кОм.
Схема подключения
Все вышесказанное относится и к модификациям СМ1031, СМ1051, поэтому мы приведем типовые схемы включения для всех этих микросхем.
Вот, в принципе, и все, что удалось нарыть на эту микросхему. Ну а те, кто читают по-китайски, могут получить более подробную информацию из даташитов: Скачать даташит на микросхемы СМ1031, СМ1041, СМ1051 одним архивом.