SSM33鋰電保護IC SSM33 鋰電池保護原理圖

• 來源：hth体育官网登录 更新時間：2020-08-21 10:08:55點擊：6次

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  SSM33鋰電保護IC SSM33 鋰電池保護原理圖

  
  

  
  

  鋰電保護IC SSM33的功能描述：

          SSM33 是一款高精度的鋰電池保護電路。正常狀態下，如果對電池進行充電，則 SSM33 可能會(hui) 進入過電壓充電保護狀態；同時，滿足一定條件後，又會(hui) 恢複到正常狀態。如果對電池放電，則可能會(hui) 進入過電壓放電保護狀態或過電流放電保護狀態；同時，滿足一定條件後，也會(hui) 恢複到正常狀態。圖 3 示出了其典型應用線路圖，圖 4 是其狀態轉換圖。下麵就各狀態進行詳細描述。

  

  
  

  
  

  鋰電保護IC SSM33的各狀態描述：

  
  

  正常狀態

  
  

          在正常狀態下，SSM33 由電池供電，其 VDD 端電壓在過電壓充電保護閾值 VOC 和過電壓放電保護閾值 VOD 之間，CS 端電壓在充電器檢測電壓（VCHG）與過電流放電保護閾值（VEDI）之間，OC 端和 OD 端都輸出高電平，外接充電控製 N-MOS 管 Q1 和放電控製 N-MOS 管 Q2 均導通。此時，既可以使用充電器對電池充電，也可以通過負載使電池放電。
  

  
  

  
  

  過電壓充電保護狀態

  
  

  ●保護條件

  
  

          正常狀態下，對電池進行充電，如果使 VDD 端電壓 升高超過過電壓充電保護閾值 VOC，且持續時間超過過電壓充電保護延遲時間 tOC，則 SSM33 將使充電控製端 OC 由高電平轉為(wei) CS 端電平（低電平），從(cong) 而使外接充電控製 N-MOS 管 Q1 關(guan) 閉，充電回路被“切斷”，即 SSM33 進入過電壓充電保護狀態。

  
  

  ●恢複條件

  
  

          有以下兩種條件可以使 SSM33 從過電壓充電保護狀態恢複到正常狀態：⑴ 電池由於“自放電”使 VDD 端電壓低於過電壓充電恢複閾值 VOCR；⑵ 通過負載使電池放電（注意，此時雖然 Q1 關閉，但由於其體內二極管的存在，使放電回路仍然存在），當 VDD 端電壓低於過電壓充電保護閾值 VOC，且 CS 端電壓高於過電流 放電保護閾值 VEDI（在 Q1 導通以前，CS 端電壓將比 GND 端高一個二極管的導通壓降）。
          SSM33 恢複到正常狀態以後，充電控製端 OC 將輸出高電平，使外接充電控製 N-MOS 管 Q1 回到導通狀態。 
          SSM33 進入過電壓充電保護裝填後，如果外部一直有充電器致使 VM 電壓小於充電器檢測電壓（VCHG），那麽即使 VDD 降至 VOCR 以下，SSM33 也不會恢複到正常狀態。此時必須去掉充電器，SSM33 才會回到正常狀態。
  
  
  過電壓放電保護/低功耗狀態
  
  

  ●保護條件

  
  

          正常狀態下，如果電池放電使 VDD 端電壓降低至過電壓放電保護閾值 VOD，且持續時間超過過電壓放電保 護延遲時間 tOD，則 SSM33 將使放電控製端 OD 由高電平轉為 GND 端電平（低電平），從而使外接放電控製進入過電壓放電保護狀態。同時，CS 端電壓將通過內部電阻 RVMD 被上拉到 VDD。

  
  

  
  

          在過電壓放電保護狀態下，CS 端（亦即 VDD 端）電壓總是高於電池短路保護閾值 VSHORT，滿足此條件後，電路會進入“省電”的低功耗模式。此時，VDD端的電流將低於 0.7μA。

  
  

  ●恢複條件

  
  

          對於處在低功耗模式下電路，如果對電池進行充電（同樣，由於 Q2 體內二極管的存在，此時的充電回路也是存在的），使 SSM33 電路的 CS 端電壓低於電池短路保護閾值 VSHORT，則它將恢複到過電壓放電保護狀態，此時，放電控製端 OD 仍為低電平，Q2 還是關閉的。如果此時停止充電，由於 CS 端仍被 RVMD 上拉到 VDD，大於電池短路保護閾值 VSHORT，因此 SSM33 又將回到低功耗模式；隻有繼續對電池充電，當 VDD 端電壓大於過電壓放電保護閾值 VOD 時，SSM33 才可從過電壓放電保護狀態恢複到正常狀態。
  
          如果不使用充電器，由於電池去掉負載後的“自升壓”，可能會使 VDD 端電壓超過過電壓放電恢複閾值 VODR，此時 SSM33 也將從過電壓放電保護狀態恢複到正常狀態； 
  

  
  

          SSM33 恢複到正常狀態以後，放電控製端 OD 將輸出高電平，使外接充電控製 N-MOS 管 Q2 回到導通狀態。 

  
  

  
  

  
  

  
  

  過電流放電/電池短路保護狀態

  
  

  ●保護條件

  
  

         正常狀態下，通過負載對電池放電，SSM33 電路的 CS 端電壓將隨放電電流的增加而升高。如果放電電流增加使 CS 端電壓超過過電流放電保護閾值 VEDI，且持續時間超過過電流放電保護延遲時間 tEDI，則 SSM33 進入過電流放電保護狀態；如果放電電流進一步增加使 CS 端電壓超過電池短路保護閾值 VSHORT，且持續時間超過短路延遲時間 tSHORT，則 SSM33 進入電池短路保護狀態。

          SSM33 處於(yu) 過電流放電/電池短路保護狀態時，OD 端將由高電平裝維 GND 端電平，從(cong) 而使外接放電控製 N-MOS 管 Q2 關(guan) 閉，放電回路被“切斷”；同時，CS 端將通過內(nei) 部電阻 RVMS 連接到 GND，放電負載取消後，CS 端電平為(wei) GND 端電平。 

  
  

  ●恢複條件

  
  

          在過電流放電/電池短路保護狀態下，當 CS 端電壓 由高降低至低於過電流放電保護閾值 VEDI，且持續時間 超過過電流放電恢複延遲時間 tEDIR，則 SSM33 可恢複 到正常狀態。因此，在過電流放電/電池短路保護狀態下，當所有的放電負載取消後，SSM33 即可“自恢複”。
  
          SSM33 恢複到正常狀態以後，放電控製端 OD 將輸出高電平，使外接充電控製 N-MOS 管 Q2 回到導通狀態。
  

  
  

  
  

  充電器檢測

  
  

          SSM33 處於過電壓放電保護狀態下，如果外部接有充電器，致使 CS 端電壓低於充電器檢測電壓（VCHG），則隻要SSM33 的 VDD 電壓大於 VOD，SSM33 即可恢複到正常狀態；如果充電器電壓不能使 CS 端電壓低於 VCHG，則 VDD 電壓必須大於 VODR，SSM33 才能恢複到正常狀態。這就是通常所說的充電器檢測功能。

  
  

  
  

  0V 電池充電

  
  

  ●0V 電池充電允許

  
  

         對於(yu) 0V 電池充電允許的電路，如果使用充電器對電池充電，使 SSM33 電路的 VDD 端相對 CS 端的電壓大於(yu)  0V 充電允許閾值 V0V_CHG 時，其充電控製端 OC 將被連接到 VDD 端。若該電壓能夠使外接充電控製N-MOS管 Q1 導通，則通過放電控製 N-MOS 管 Q2 的體(ti) 內(nei) 二極管可以形成一個(ge) 充電回路，使電池電壓升高；當電池電壓升高至使 VDD 端電壓超過過電壓放電保護閾值 VOD 時，SSM33 將回到正常狀態，同時放電控製端 OD 輸出高電平，使外接放電控製N-MOS管處於(yu) 導通狀態。 

  
  

  ●0V 電池充電禁止

  
  

          對於(yu) 0V 電池充電禁止的電路，如果電池電壓低至使 SSM33 電路的 VDD 端電壓小於(yu) 0V 充電禁止閾值 VNOCHG，則其充電控製端 OC 將被短接到 CS 端，使外接充電控製 N-MOS 管始終處於(yu) 關(guan) 閉狀態。

  
  

  

  
  

  
  

  應用中的幾個(ge) 問題

  
  

  Q1 和 Q2 的選擇

  
  

          Q1和Q2可以選擇同型號的N-MOS 管，其柵極-源極開啟電壓 VGS（th）在 0.4V 與過電壓放電保護閾值 VOD 之間。如果 VGS（th）小於 0.4V，則可能會導致過電壓充電保護保護時，Q1 不能有效的“關閉”；如果 VGS（th）大於 VOD，則可能會在未進入過電壓放電保護狀態下，Q2 提前“關閉”。
  
  

          同時，Q1 和 Q2 的柵極-源極承受電壓 VGS 應大於使用充電器時 VDD 端的電壓，否則在對電池充電過程中，可能會導致 Q1 和 Q2 的損壞。 

  
  

  C1 的確定

  
  

          CI 與 R1 構成濾波網絡，對 VDD 端電壓進行去藕。C1 可選擇 0.1μF 的陶瓷電容。 

  
  

  R1 和 R2 的確定

  
  

          R1 的推薦使用 100Ω 的電阻，R2 的推薦使用 1kΩ 的電阻，要求 R1 的阻值小於(yu) R2。 

  
  

          因為(wei) 各種檢測閾值是對於(yu) SSM33 電路 VDD 端電壓而言，而 VDD 端通過 R1 與(yu) 電池連接,如果 R1 太大，將會(hui) 導致各檢測閾值與(yu) 電池實際電壓偏差增加；同時，如果充電器接反，可能會(hui) 使 SSM33 電路的 VDD 端與(yu) GND 端電壓超過極限值，導致電路損壞，因此 R1 不宜太大，應控製在 500Ω 以內(nei) 。 

  
  

          R2 不宜太小，當充電器接反或充電器充電電壓太高時，它可以作為(wei) 限流電阻來保護 SSM33 電路；同時 R2 亦不能太大，否則當充電器充電電壓太高時，充電電流將不能被有效“切斷”，因此，R2 應控製在 500Ω 至 1.3kΩ之間。 

  
  

  
  

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