DW01E HMSEMI | Alldatasheet
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用户手册 V1.1 1 产品简介 DW01E 是为单节锂离子电池供电系统（例如手机电池包）而设计的专用芯片，用来防止锂离子电池因 为过充电 、过放电和（或）过流造成损坏或寿命减少。超小型的封装和较少的外部元件需求，使 DW01E 可 以完美的集成到有限的电池包空间中去。精确的过充电保护电压确保了安全并充足的充电。低功耗设计使 芯片在电池工作及储存期间静态功耗极低。 1.1 产品特性 （1）高精度电压检 测电路
- 过充电检测电压 4.40V 精度±50mV
- 过充电释放电压 4.10V 精度±50mV
- 过放电检测电压 2.80V 精度±100mV
- 过放电释放电压 3.00V 精度±100mV
- 放电过流检测电压 175mV 精度±35mV
- 负载短路检测电压 0.80V 精度±300mV （2）各延迟时间由内部电路设置（不需要外接电容）
- 过充电检测延迟时间 典型值 70ms
- 过放电检测延迟时间 典型值 35ms
- 放电过流电检测延迟时间 典型值 6ms
- 充电过流电检测延迟时间 典型值 6ms
- 负载短路检测延迟时间 典型值 350us （5）低功耗电流
- 工作模式 典型值 3.0uA，最大值 6.0uA（VCC=3.9V）
- 休眠模式 典型值 0.1uA（VCC=2.0V）
- 过放自恢复模式 典型值 2.0uA（VCC=2.0V） （8）小型封装：SOT23-6
1.2 系统框图 1.3 引脚排列 1.4 引脚说明 编号 引脚名 方向 功能描述
1 OD O 连接 MOSFE
T 的栅端，用于过放电保护的控制
2 CS I 电流检测及
充电器检测
3 OC O 连接 MOSFE
T 的栅端，用于过充电保护的控制
4 NC - -
5 VCC - 通过一个电
阻 ( R1 )接电源
6 GND - 地
1.5 产品目录 参数 型号 过充电 检测电压 过充电 释放电压 过放电 检测电压 过放电 释放电压 过流保护 电压 向 0V 电池 充电功能 其它功能 VOCP VOCR VODP VODR VOI1 V0V - DW01E 4.40V 4.10V 2.80V 3.00V 175mV 允许 有过放自恢复功能 DW01E
2 功能详述 2.1 正常工作状态 此 IC 持续侦测连接在 VCC 和 GND 之间的电池电压， 以及 CS 与 GND 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（VODP）以上并在过充电检测电压（VOCP）以下，且 CS 端子电压在充电器检 测电压（VCH）以上并在放电过流检测电压（VOI1）以下时，IC 的 OC 和 OD 端子都输出高电平，使充电控制 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 GND 端子，或者连接充电器，就 能恢复到正常工作状态。 2.2 过充电保护 当电池电压高于过充 电保护电压(VOCP)并超过过充电延时时间(TOC)周期，充电动作将通过关断充电控 制 MOSFET 被禁止。过充电延时时间默认为 70ms。过充电保护将在以下两种情况下解除： （1）电池通过自放电，电压下降到低于过充电释放电压(VOCR)。 （2）电池电压下降到低 于过充电保护电压(VOCP) 且连接了一个负载。 当电池电压高于 VOCP, 即便在一个负载被连接的情况下，过充保护也不会释放。 2.3 过放电保护及休眠状态。 有过放自恢复功能的型号 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（VODP）以下，并且这种 状态持续的时候超过放电检测延迟时间（TOD）以上时，DW01E 系列 IC 会关闭放电控制用的 MOSFET（OD 端 子） ，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 端电压低于充电器检测电压 （VCH） ， 当电池电压高于过放电检测电压 （VODP） 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 端电压高于充电器检测电压 （VCH） ， 当电池电压高于过放电释放电压 （VODR） 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（VODR）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。 2.4 过流保护 在普通模式下， DW01E 通过检测 CS 脚的电压连续监测放电电流。如果 CS 脚的电压高于过流保护电压 并超过过流延时周期，过流保护电路启动且放电动作将通过关断放电控制 MOSFET 被禁止。当负载卸掉且 BATT+和 BATT-出现高阻，过流保护解除并且将恢复到普通模式。 DW01E 根据不同的过流检测级别提供两种过流保护等级(0.175V 与 0.80V)和两种过流延时(TOI1 与 TOI2)。 DW01E
2.5 过充电后的负载检 测 过充电后的负载 检测靠检测 CS 脚的电压来实现。当过充电后一个负载连接到电池包，放电电流流过 MOSFET的寄生二极管在CS和GND之间形成一个二极管电压降。 如果CS脚电压高于负载检测临界电压(VLD)， 负载就被检测到。 2.6 过放电后充电器的 检测 当过放电发生时 ，放电控制 MOS 管关闭从而放电过程被禁止。但是，通过 MOSFET 的寄生二极管的充电 过程是允许的。一旦充电器与电池包连接，DW01E 立即打开所有的时序和监测电路。如果 CS 和 GND 之间的 电压低于充电器检测临界电压(VCH)，充电过程就被检测到。 2.7 向 0V 电池充电功能（允许） 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（V0V） ”时，充电控制用 MOSFET 的门极固定为 VCC端子的电压， 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 导致（OC 端） ，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（VODP）时，DW01E 系列 IC 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（VODP） 以下时，不能进行充电过流状态的检测。 2.8 外部控制 MO SFET 的选择 因为过流保护电 压是预先设定的，过流检测的临界电流值决定于放电控制 MOSFET 的导通电阻。外部控 制 MOSFET 的导通电阻可以用等式计算： RON=VOIX/(2*IT) (IT 是过流临界 电流)。例如，如果过流临界电流 IT 被设计为 3A，外部控制 MOSFET 的导通电阻是就必须是 25mΩ。用户应该注意 MOSFET 的导通电阻会随着温度变化而变化。它也随着栅源电 压变化而变化（MOSFET 的导通电阻随着栅源电压下降而上升） 。一旦 MOSFET 的导通电阻变化，过流临界电 流将相应变化。 2.9 向 0V 电池充电功能（禁止） 当连接内部短路 的电池（0V 电池）时，禁止向 0V 电池充电的功能会阻止对它再充电。当电池电压低于 “0V 电池充电禁止的电池电压（V0IN） ”时，充电控制用 MOSFET 的门极固定为 BATT-电压，禁止充电。当 电池高于“0V 电池充电禁止的电池电压（VOIN） ”时，可以充电。 注意： DW01E
（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。 2.10 外部控制 MOSFET 的选择 因为过流保 护电压是预先设定的，过流检测的临界电流值决定于放电控制 MOSFET 的导通电阻。外部控 制 MOSFET 的导通电阻可以用等式计算： RON=VOIX/(2*IT) (IT 是过 流临界电流)。例如，如果过流临界电流 IT 被设计 为 3A，外部控制 MOSFET 的导通电阻是就必须是 25 mΩ。用户应该注意 MOSFET 的导通电阻会随着温度变化而变化。它也随着栅源电 压变化而变化（MOSFET 的导通电阻随着栅源电压下降而上升） 。一旦 MOSFET 的导通电阻变化，过流临界电 流将相应变化。 2.11 抑制充电器的纹 波和扰动 为了抑制充 电器的纹波和扰动，建议连接 R1、C1 到 VCC 脚。 2.12 CS 脚的保护 在过放电情 况下连接充电器时，R2 可用于防止芯片 CS 脚的 LATCH-UP 现象，同时 R2 也被用来在充电器 被反接时起保护作用。 DW01E
2.1 3 时序图 过充电情形 负载放电 普通情形 DW01E
过放电 情形 充电器充电 普通情形 DW01E
过流情 形 普通情形 DW01E
3 电路特性参数（所有测试 均在 25℃，除非特殊说明） 3.1 极限特性参数 参数 符号 范围 单位 VCC 与 GND 输入电压 VCC GND-0.3~GND+10 V OC 输出引 脚电压 VOC VCC-14~VCC+0.3 V OD 输出引 脚电压 VOD GND-0.3~VCC+0.3 V CS 输出引 脚电压 VCS VCC-14~VCC+0.3 V 工作温度范 围 TOP -40~+85 ℃ 储存温度范 围 TST -40~+125 ℃ 3.2 直流特性参数 参数 测试条件 符号 最小值 典型值 最大值 单位 工作电压 VCC VCC 2 3.6 5 V 工作电流 VCC=3.9V ICC 1.8 3.0 6.0 uA 过放自恢复 电流 VCC=2.0V IOD 2.0 3.0 uA 过充保护电 压 VOCP 4.35 4.40 4.45 V 过充释放电 压 VOCR 4.05 4.10 4.15 V 过放保护电 压 VODP 2.70 2.80 2.90 V 过放释放电 压 VODR 2.90 3.00 3.10 V 过流保护电 压 VOI1 140 175 210 mV 短路保护电 压 VCC=3.6V VOI2 0.50 0.80 1.10 V 过充延迟时 间 TOC 70 200 ms 过放延迟时 间 VCC=3.6V to 2.0V TOD 35 100 ms 过流延迟时 间 VCC=3.6V TOI1 6 20 ms 短路延迟时 间 VCC=3.6V TOI2 350 700 us 负载检测电 压 VLD 0.14 0.175 0.21 V 充电器检测 电压 VCH -1.2 -0.7 -0.2 V OD 引脚输 出高电平 VODH VCC-0.1 VCC-0.02 V OD 引脚输 出低电平 VODL 0.1 0.5 V OC 引脚输 出高电平 VOCH VCC-0.1 VCC-0.02 V OC 引脚输 出低电平 VOCL 0.1 0.5 V CS-VCC 间内部电阻 VCC=1.8V,VCS=0V RCSU 100 200 600 KΩ CS-GND 间内部电阻 VCC=3.5V,VCS=1.0V RCSD 50 100 200 KΩ CS-OC 间内部电 阻 RCSOC 2 4 8 MΩ 充电器起始 电压 （允许向 0V 电池充电） 允许向 0V 电池充功能 VOV 1.2 - - V DW01E
4 典型应用 单节锂离子电池保护电路图 标记 名称 用途 最小值 典型值 最大值 备注 R1 电阻 限流、稳定 VCC、加 强 ESD 100Ω 100Ω 200Ω （1） R2 电阻 限流 1KΩ 1KΩ 2KΩ （2） C1 电容 滤波、稳定 VCC 0.01uF 0.1uF 1.0uF （3） M1 N-MOSFET 放电控 制 - - - （4） M2 N-MOSFET 充电控 制 - - - （5） （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 过大可能导致 VCC-GND 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。 （3） 、C1 有稳定 VCC 电压的作用，请不要连接 0.01uF 以下的电容。 （4） 、使用 MOSFET 的阈值电压在过放电检测电压以上时，可能导致在过放电保护之前停止放电。 （5） 、门极和源极之间耐压在充电器电压以下时，N-MOSFET 有可能被损坏。 DW01E
5 封装尺寸 封装类型： SOT -23-6 温度范围： -40℃ ~ +85℃ DW01E