充電器反接會(huì)損壞DS2726鋰離子(Li+)電池保護(hù)器。由于有些器件引腳對(duì)負(fù)電壓非常敏感，導(dǎo)致器件不能正常工作，雖然DS2726的高邊p溝道FET關(guān)斷，但該器件的一些引腳仍無(wú)法承受負(fù)電壓，本文在介紹DS2726的基礎(chǔ)上，提出了兩種保護(hù)方法：一種方法是新增肖特基二極管以箝位DS2726相應(yīng)引腳電壓；另一種方法是提高這些對(duì)負(fù)電壓敏感的引腳阻抗，以限制電流，功耗。通過(guò)這些簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)方法使DS2726能夠在充電器反接的情況下不被損壞。

2DS2726簡(jiǎn)介

DS2726是一款集成電壓、電流檢測(cè)和電池均衡功能的獨(dú)立保護(hù)器件，可用于5～10節(jié)鋰離子(Li+)電池組。

DS2726采用高端p溝道保護(hù)FET實(shí)現(xiàn)過(guò)壓、欠壓、放電電流和短路保護(hù)。保護(hù)電路監(jiān)測(cè)每節(jié)電池的電壓以檢測(cè)過(guò)壓和欠壓狀態(tài)。另外，高端保護(hù)允許主系統(tǒng)在故障狀態(tài)導(dǎo)致保護(hù)FET關(guān)斷的情況下，仍能與DS2788等電量計(jì)保持通信。

DS2726無(wú)需通過(guò)外部微控制器配置器件，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)并降低了成本。可通過(guò)引腳設(shè)置電壓保護(hù)和電池均衡門(mén)限；過(guò)度放電和短路電流限制則由外部電阻設(shè)置；過(guò)度放電和短路電流超時(shí)延時(shí)由外部電容設(shè)置。

DS2726在供應(yīng)可靠保護(hù)的同時(shí)能夠保證所有電池被均勻地充電，從而延長(zhǎng)電池使用壽命。電池均衡期間，內(nèi)部開(kāi)關(guān)可供應(yīng)150mA(典型值)旁路電流。電池均衡可以在檢測(cè)到充電器時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，或通過(guò)控制引腳上的信號(hào)開(kāi)啟，提高了靈活性。

DS2726供應(yīng)節(jié)省空間的7mm×7mm、32引腳TQFN封裝。DS2726可為5~10節(jié)鋰離子(Li+)電池組供應(yīng)完備的充電和放電保護(hù)。保護(hù)電路分別監(jiān)測(cè)各節(jié)電池電壓，以檢測(cè)是否處于過(guò)壓和欠壓狀態(tài)。用戶(hù)可通過(guò)外部電阻設(shè)置限流門(mén)限，以保護(hù)器件免受過(guò)放電電流和短路電流的損壞。采用高邊p溝道保護(hù)FET，由片上10VFET驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。電池均衡電路確保所有電池均衡充電。圖1為DS2726引腳配置。

DS2726引腳功能描述如下：

RSC(引腳1)：短路門(mén)限。該引腳到電池組的正極之間的電阻選擇放電方向短路狀態(tài)下的門(mén)限電壓；RDOC(引腳2)：放電過(guò)流電壓門(mén)限。該引腳與電池組的正極之間所連接的電阻可選擇過(guò)流狀態(tài)下在放電方向上的門(mén)限電壓；Vcc(引腳3)：穩(wěn)壓輸出。Vcc為內(nèi)部電路供應(yīng)電源，并將配置引腳拉高至VIN該引腳應(yīng)連接1只至少0．1μF的陶瓷電容旁路至GND；SEL0，SEL1(引腳4、5)：電池組所選電池節(jié)數(shù)。該引腳為三級(jí)輸入。接地或與Vcc相連分別實(shí)現(xiàn)邏輯低或邏輯高，懸空則實(shí)現(xiàn)中級(jí)門(mén)限；CDOCD(引腳6)：放電過(guò)流延遲時(shí)間。該引腳與GND之間所連接的電容用于設(shè)置DCFET關(guān)斷前放電過(guò)流狀態(tài)必須保持的時(shí)間；SLEEp(引腳7)：睡眠模式選擇輸入。驅(qū)動(dòng)該引腳為邏輯低強(qiáng)制DS2726進(jìn)入最低功耗狀態(tài)。若施加充電電壓，DS2726退出睡眠模式。當(dāng)CBCFG為高電平，該引腳的邏輯高使能電池均衡；CSCD(引腳8)：短路電流延遲時(shí)間。該引腳與CND之間所連接的電容用于設(shè)置DCFET關(guān)斷前短路電流狀態(tài)必須保持的時(shí)間；CBCFG(引腳9)：充電均衡配置輸入。當(dāng)為邏輯低時(shí)，若VpKp>VVIN+VCDET，充電均衡使能；當(dāng)為邏輯高時(shí)，若SLEEp引腳為邏輯高，則充電均衡使能；CBS0，CBS1(引腳10、11)：選擇電池均衡電壓。該引腳輸入為三級(jí)輸入，接地或接VCC分別實(shí)現(xiàn)邏輯低或邏輯高，懸空則實(shí)現(xiàn)中級(jí)門(mén)限；OVS0，OVS1(引腳12、13)：選擇過(guò)壓門(mén)限。該引腳輸人為三級(jí)輸入，接地或接VCC分別實(shí)現(xiàn)邏輯低或邏輯高，懸空則實(shí)現(xiàn)中級(jí)門(mén)限。N．C(引腳14、30)：懸空，內(nèi)部無(wú)連接；GND(引腳15)：接地。接至最低電壓電池的負(fù)極；V00~V10(引腳16～26)：負(fù)極電壓檢測(cè)。連接至電池組中的第一節(jié)電池的負(fù)極；VIN(引腳27)：連接至最大電池正極；DC(引腳28)：放電控制輸入。CC控制充電FET的柵極，驅(qū)動(dòng)pKp至VOLCC，并導(dǎo)通或關(guān)斷充電FET；SNS(引腳29)：檢測(cè)輸入。連接至充電和放電FET的漏極。作為基準(zhǔn)電壓檢測(cè)短路和放電過(guò)流狀態(tài)；CC(引腳31)：充電控制輸人。CC控制充電FET的柵極，驅(qū)動(dòng)pKp至VOLCC，并導(dǎo)通或關(guān)斷充電FET；pKp(引腳32)：電池組正極。pKp電壓用于檢測(cè)充電器附件或保護(hù)釋放狀態(tài)。

3DS2726設(shè)計(jì)應(yīng)用

在DS2726典型應(yīng)用電路的基礎(chǔ)上，通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)修改，可利用DS2726Li+電池保護(hù)器承受負(fù)電壓，在充電器反接時(shí)為電池供應(yīng)保護(hù)。圖2為采用DS2726的電池保護(hù)電路。

3．1保護(hù)pKp引腳

pKp引腳容易暴露在充電反接電壓下，典型應(yīng)用電路中，該引腳已接有1個(gè)肖特基二極管，能夠防止感應(yīng)沖擊(出現(xiàn)過(guò)流)，使該引腳拉至地電位以下。唯一要修改的是提高pKp阻抗，從而限制流過(guò)肖特基二極管的電流。10節(jié)電池使用42V充電器。60V肖特基二極管具有Vf=0．45V。RpKp電壓為：-42V-(-0．45V)=-41．55V。假設(shè)使用250mW的電阻則：250mW=(-41．55V)2/RpKp，其中，RpKp=6．905kΩ。

3.2利用變阻器保護(hù)CCFET

CC是另一個(gè)暴露于負(fù)電壓的引腳，正常工作條件下，CC驅(qū)動(dòng)充電控制器FET的柵極，電壓擺幅達(dá)到pKp引腳電壓以關(guān)斷場(chǎng)效應(yīng)管。CC引腳拉至pKp電壓以下約10V時(shí)，F(xiàn)ET導(dǎo)通。由于pKp將被箝位在-0．45V，CC無(wú)法打開(kāi)FET。然而，充電控制FET只能承受±20V的柵-源電壓。假如在充電控制器FET的柵極和源極之間新增變阻器V2，可保護(hù)CCFET免于損壞。假如沒(méi)有V2，柵-源電壓將達(dá)到-42V左右，這將超出FET的額定值。

變阻器V2在16V打開(kāi)，箝制柵-源電壓。則CCFET電壓為：-42V+16V=-26V。CC電阻兩端的壓降：-26V-(-0.45V)=-2555V。假定使用250mW的電阻則：250mW=(-25．55V)2/RCC其中，RCC=1．857kΩ。

更大的CC和pKp電阻會(huì)導(dǎo)致充電控制器FET的通／斷時(shí)間增大，從而使FET打開(kāi)時(shí)在線(xiàn)性區(qū)域停留較長(zhǎng)時(shí)間。實(shí)際應(yīng)用中這個(gè)問(wèn)題并不嚴(yán)重，因?yàn)殡娏魇艹潆娖飨拗啤?/p>

3．3箝位SNS引腳

盡管CCFET關(guān)斷，負(fù)電壓用途在pK+使其體二極管導(dǎo)通。使SNS出現(xiàn)負(fù)電壓，SNS是最后一個(gè)要肖特基二極管箝位的引腳。保護(hù)FET漏極電壓：-42V+O．6V=-41.4V。SNS引腳電壓將箝位在-0．45V。SNS電阻兩端壓降：-41.4V-(-0．45V)=-39．95V。假設(shè)使用250mW的電阻：250mW=(-39．95V)2／RCC，其中，RCC=6．384kΩ。比較器SNS引腳將吸收約1μA電流：1μA×6．384kΩ=6．384mV。

這將在過(guò)電流門(mén)限引入誤差約6.4mV。假如使用額定功率更大的電阻，可以減小電阻值，從而降低這個(gè)誤差。注意：SNS端的RC濾波器時(shí)間常數(shù)隨著電阻的提高而改變。因此，電容值也要相應(yīng)改變，以維持適當(dāng)?shù)臅r(shí)間常數(shù)。SNS的時(shí)間常數(shù)應(yīng)該與RDOC和RSC時(shí)間常數(shù)相一致。假如這些引腳的時(shí)間常數(shù)不一致，會(huì)在過(guò)流門(mén)限引入額外誤差。

4結(jié)論

DS2726Li+電池保護(hù)器經(jīng)過(guò)電路修改后，能夠在充電器反接時(shí)保護(hù)電池組。設(shè)計(jì)中雖然作出了一些折中考慮，但不會(huì)對(duì)保護(hù)器的整體工作性能造成影響。本文計(jì)算假設(shè)使用額定功率為250mW的電阻。假如選擇額定功率更大的電阻，可以減小電阻值。較小的阻值有助于降低對(duì)過(guò)流門(mén)限出現(xiàn)的誤差電壓，也可以減小通／斷時(shí)間。還需注意的是確保不要超過(guò)肖特基二極管的額定電流。