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深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. BM15D(文件编号:S&CIC1262) 二合一锂电池保护IC www.superchip.cn 第 1 页共 7 页 Version 1.1 概述 BM15D产品是二合一锂离子/锂聚合物可充电电池组保护的高集成度解决方案。BM15D包括了先进的功率 MOSFET,高精度的电压检测电路和延时电路。 BM15D具有非常小的DFN-5L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。 BM15D具有过充,过放,过流,短路等所有的电池所需保护功能,并且工作时功耗非常低。 该芯片不仅仅是为手机而设计,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。 特点 高精度电压检测电路 过充电检测电压 4.425 精度±25mV 过充电释放电压 4.225 精度±50mV 过放电检测电压 2.500 精度±50mV 过放电释放电压 2.500 精度±50mV 放电过流检测电压 150mV 精度±30mV 负载短路检测电压 1V(固定) 精度± 0.3V 各延迟时间由内部电路设置(无需外接电容) 有过放自恢复功能 工作电流:典型值3uA,最大值6.0uA(VDD=3.9V) 连接充电器的端子采用高耐压设计(CS 端,绝对最大额定值是20V) 允许0V 电池充电功能 采用DFN-5L 封装 产品应用 1 节锂离子可再充电电池组 1 节锂聚合物可再充电电池组
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. BM15D(文件编号:S&CIC1262) 二合一锂电池保护IC www.superchip.cn 第 2 页共 7 页 Version 1.1 引脚示意图及说明 DFN-5L 序号 名称 引脚说明 1 5 1V D D 正电源输入端,接电池芯正极
2 VSS(GND) 负电源输入端,接电池芯负极
3C S 过电流检测输入端,充电器检测端 4S 1 MOS 管 S 极,接电池芯负极 5S 2 ( B A T T - ) M O S管 S 极,充电负极 6D MOS 管 D 极 方框图 Overcharge Current C omp Overd ischarg e Vo ltag e C omp Overchar ge Vo ltag e C omp Po wer on Rest Oscillator Logic Contoller Overd ischarg e cu rren t 1 Com p Overd ischarg e current2 Comp Short Circuit Comp Over- temperature Pr otection Charge detect ion Switch Bandgap reference Vlitage divider VC C GNDGND BATT- 绝对最大额定值 项目 符号 规格 单位 VDD 和 VSS 之间输入电压 VDD VSS-0.3~VSS+10 V CS 输入端电压 VCS VDD-20~VDD+0.3 V 工作温度范围 TOP -40~+85 ℃ 储存温度范围 TST -40~+125 ℃ 容许功耗 PD 250 mW
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. BM15D(文件编号:S&CIC1262) 二合一锂电池保护IC www.superchip.cn 第 3 页共 7 页 Version 1.1 电气特性 电气参数(延迟时间除外。VSS=0V,TA=25℃,除非特别说明) 项目 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 输入电压 VDD-VSS 工作电压 VDSOP1 -- 1.5 -- 8 V VDD-CS 工作电压 VDSOP2 -- 1.5 -- 20 V 耗电流 工作电流 IDD VDD=3.9V -- 3.0 6.0 uA 静态电流 IOD VDD=2.0V -- -- 0.1 uA 检测电压 过充电 检测电压 A 档 VCU -- 4.375 -- 4.400 V B 档 4.400 4.425 4.450 V C 档 4.450 -- 4.475 过充电释放电压 VCR -- 4.175 4.225 4.275 V 过放电检测电压 VDL -- 2.450 2.500 2.550 V 过放电释放电压 VDR -- -- 2.500 -- V 放电过流检测电压 VDIP VDD=3.6V 120 150 180 mV 负载短路检测电压 VSIP VDD=3.0V 0.7 1.0 1.3 V 向 0V 电池充电的功能 充电器起始电压 V0CH 允许向 0V 电池充电功能 1.2 -- -- V MOS 参数 参数 描述 测试条件 最小值 典型值 最大值 V(BR)DSS 漏-源击穿电压 VGS =0 V ,ID=2 5 0μA 19.5V 21V ID(DeviceRef.) 连续的漏极电流 TJ= 25°C 5A RDS(on) 静态漏-源极导通电阻 VGS=4.5V, ID=1A 15 m Ω 21 mΩ VGS=2.5V, ID=0.5A 20 m Ω 28 mΩ VGS(th) 栅极阈值电压 VDS=VGS, ID=250μA 0.5V 0.65V 1.1V IDSS 漏-源极电流 VDS=19V, VGS=0 V ,TJ=2 5 ° C 1 u A IGSS 栅-源极电流 VGS=± 1 0 V 1 0 0 n A I(ODC) 过放电流 VDD=3.6V 2.5A 3.5A 4.5A
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. BM15D(文件编号:S&CIC1262) 二合一锂电池保护IC www.superchip.cn 第 4 页共 7 页 Version 1.1 延迟时间参数 项目 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 过充电检测延迟时间 TOC VDD=3.9V→4.5V 1000 1300 1600 ms 过放电检测延迟时间 TOD VDD=3.6V→2.0V 115 145 175 ms 放电过流检测延迟时间 TDIP VDD=3.6V,CS=0.4V 91 2 1 5 m s 负载短路检测延迟时间 TSIP VDD=3.0V,CS=0.3V 200 300 400 us 应用电路图 VD D VS S CSS1 S2 C1电芯 BATT- BATT+ 标记 器件名称 用途 最小值 典型值 最大值 说明 R1 电阻 限流、稳定 VDD、加强 ESD 100 Ω 330Ω 470Ω *1 R2 电阻 限流 1KΩ 1KΩ 2KΩ *2 C1 电容 滤波,稳定 VDD 0.01uF 0.1uF 1.0uF *3 *1、R1连接过大电阻,由于耗电流会在R1上产生压降,影响检测电压精度。当充电器反接时,电流从充电器流向 IC,若R1过大有可能导致VDD-VSS端子间电压超过绝对最大额定值的情况发生。 *2、R2连接过大电阻,当连接高电压充电器时,有可能导致不能切断充电电流的情况发生。但为控制充电器反接 时的电流,请尽可能选取较大的阻值。 *3、C1有稳定VDD电压的作用,请不要连接0.01μF以下的电容。
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. BM15D(文件编号:S&CIC1262) 二合一锂电池保护IC www.superchip.cn 第 5 页共 7 页 Version 1.1 工作说明 正常工作状态 此IC持续侦测连接在VDD和VSS之间的电池电压,以及CS与VSS之间的电压差,来控制充电和放电。当电池 电压在过放电检测电压(VDL)以上并在过充电检测电压(VCU)以下,且CS端子电压在充电过流检测电压(VCIP) 以上并在放电过流检测电压(VDIP)以下时,充电控制用MOSFET和放电控制用MOSFET同时导通,这个状态称 为“正常工作状态”。此状态下,充电和放电都可以自由进行。 注意:初次连接电芯时,会有不能放电的可能性,此时,短接CS端子和VSS端子,或者连接充电器,就能恢 复到正常工作状态。 过充电状态 正常工作状态下的电池,在充电过程中,一旦电池电压超过过充电检测电压(VCU),并且这种状态持续的时 间超过过充电检测延迟时间(TOC)以上时,BM15D会关闭充电控制用的MOSFET,停止充电,这个状态称为“过 充电状态”。 过充电状态在如下2种情况下可以释放: 不连接充电器时, (1)由于自放电使电池电压降低到过充电释放电压(VCR)以下时,过充电状态释放,恢复到正常工作状态。 (2)连接负载放电,放电电流先通过充电控制用MOSFET的寄生二极管流过,此时,CS端子侦测到一个“二极 管正向导通压降(Vf)”的电压。当CS端子电压在放电过流检测电压(VDIP)以上且电池电压降低到过 充电检测电压(VCU)以下时,过充电状态释放,恢复到正常工作状态。 注意:进入过充电状态的电池,如果仍然连接着充电器,即使电池电压低于过充电释放电压(VCR),过充电 状态也不能释放。断开充电器,CS端子电压上升到充电过流检测电压(VCIP)以上时,过充电状态才能释放。 过放电状态 正常工作状态下的电池,在放电过程中,当电池电压降低到过放电检测电压(VDL)以下,并且这种状态持续 的时间超过过放电检测延迟时间(TOD)以上时,BM15D会关闭放电控制用的MOSFET,停止放电,这个状态称 为“过放电状态”。 过放电状态的释放,有以下三种方法: (1)连接充电器,若CS端子电压低于充电过流检测电压(VCIP),当电池电压高于过放电检测电压(VDL) 时,过放电状态释放,恢复到正常工作状态。 (2)连接充电器,若CS端子电压高于充电过流检测电压(VCIP),当电池电压高于过放电释放电压(VDR) 时,过放电状态释放,恢复到正常工作状态。 (3)没有连接充电器时,如果电池电压自恢复到高于过放电释放电压(VDR)时,过放电状态释放,恢复到 正常工作状态,即“有过放自恢复功能”。 放电过流状态(放电过流检测功能和负载短路检测功能) 正常工作状态下的电池,BM15D通过检测CS端子电压持续侦测放电电流。一旦CS端子电压超过放电过流检测 电压(VDIP),并且这种状态持续的时间超过放电过流检测延迟时间(TDIP),则关闭放电控制用的MOSFET,停 止放电,这个状态称为“放电过流状态”。 而一旦CS端子电压超过负载短路检测电压(VSIP),并且这种状态持续的时间超过负载短路检测延迟时间 (TSIP),则也关闭放电控制用的MOSFET,停止放电,这个状态称为“负载短路状态”。
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. BM15D(文件编号:S&CIC1262) 二合一锂电池保护IC www.superchip.cn 第 6 页共 7 页 Version 1.1 当连接在电池正极(BATT+)和电池负极(BATT-)之间的阻抗大于放电过流/负载短路释放阻抗(典型值约 300kΩ)时,放电过流状态和负载短路状态释放,恢复到正常工作状态。另外,即使连接在电池正极(BATT+)和 电池负极(BATT-)之间的阻抗小于放电过流/负载短路释放阻抗,当连接上充电器,CS端子电压降低到放电过流保 护电压(VDIP)以下,也会释放放电过流状态或负载短路状态,回到正常工作状态。 注意:若不慎将充电器反接时,回路中的电流方向与放电时电流方向一致,如果CS端子电压高于放电过流检 测电压(VDIP),则可以进入放电过流保护状态,切断回路中的电流,起到保护的作用。 允许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。当连接在电池正极(BATT+)和电池负极(BATT-)之间的充 电器电压,高于“向0V电池充电的充电器起始电压(V0CH)”时,充电控制用MOSFET的门极固定为VDD端子的电 位,由于充电器电压使MOSFET的门极和源极之间的电压差高于其导通电压,充电控制用MOSFET导通,开始充 电。这时,放电控制用MOSFET仍然是关断的,充电电流通过其内部寄生二极管流过。当电池电压高于过放电检测 电压(VDL)时,BM15D进入正常工作状态。 注意: 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。 封装信息
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. BM15D(文件编号:S&CIC1262) 二合一锂电池保护IC www.superchip.cn 第 7 页共 7 页 Version 1.1 SYMBOL MILLIMETER SYMBOL MILLIMETER MIN NOM MIN MIN NOM MIN A3 0.22REF E3 1.05 1.10 1.15 D1 . 8 51 . 9 01 . 9 5 K 0 . 3 5 R E F