SGM41100A：小巧封裝的鋰離子/聚合物電池保護(hù)神器

在當(dāng)今的電子設(shè)備中，電池的安全和性能至關(guān)重要。SGM41100A作為一款專(zhuān)為鋰離子/聚合物可充電電池設(shè)計(jì)的保護(hù)芯片，以其緊湊的封裝和強(qiáng)大的保護(hù)功能，為電池的安全使用提供了可靠保障。下面，我們就來(lái)詳細(xì)了解一下這款芯片。

文件下載：SGM41100A.pdf

一、產(chǎn)品概述

SGM41100A是SGMICRO推出的一款真正的單片鋰離子/聚合物電池保護(hù)器，采用了超小超薄的UTDFN - 1.5×2 - 6L封裝。這種封裝設(shè)計(jì)使得其解決方案尺寸極小，為小型可穿戴設(shè)備等留出了更多空間來(lái)容納電池。該芯片集成了所有保護(hù)功能以及所需的低導(dǎo)通電阻斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，能夠確保聚合物可充電電池的安全運(yùn)行。

二、主要特性

2.1 超緊湊保護(hù)方案

其封裝尺寸小巧，非常適合空間有限的應(yīng)用場(chǎng)景，如物聯(lián)網(wǎng)小工具和可穿戴設(shè)備。

2.2 低導(dǎo)通電阻

典型導(dǎo)通電阻僅為42mΩ，能夠有效降低功耗，提高電池的使用效率。

2.3 低工作電流

典型工作電流為0.9μA，有助于延長(zhǎng)電池的續(xù)航時(shí)間。

2.4 可編程過(guò)壓閾值

提供從4.20V到4.55V的過(guò)壓閾值選項(xiàng)，步長(zhǎng)為0.05V，可根據(jù)不同電池的需求進(jìn)行靈活設(shè)置。

2.5 過(guò)流保護(hù)閾值組合

具備3種充電/放電過(guò)流保護(hù)閾值組合選項(xiàng)，能更好地適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

2.6 欠壓保護(hù)選項(xiàng)

提供2.4V/2.6V/2.8V/3.0V的電池欠壓保護(hù)選項(xiàng)，可防止電池過(guò)度放電。

2.7 深度放電關(guān)機(jī)

關(guān)機(jī)電流低至50nA，有效保護(hù)電池在深度放電時(shí)不被損壞。

2.8 其他保護(hù)功能

還具備輸入浪涌鉗位、輸入過(guò)壓安全、負(fù)載短路安全、反極性電池安全、輸入反接安全、電池組并聯(lián)安全等功能，全方位保障電池的安全。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

SGM41100A適用于多種領(lǐng)域，包括物聯(lián)網(wǎng)小工具、可穿戴設(shè)備和電池組等。這些應(yīng)用場(chǎng)景通常對(duì)電池的安全性和尺寸有較高要求，而SGM41100A正好滿(mǎn)足了這些需求。

四、典型應(yīng)用電路

文檔中給出了典型應(yīng)用電路，在電池組裝過(guò)程中，需要注意避免電池兩端（P和M）短路。合理的電路設(shè)計(jì)能夠確保芯片正常工作，發(fā)揮其保護(hù)功能。

五、產(chǎn)品選型

SGM41100A提供了多種型號(hào)供選擇，不同型號(hào)在過(guò)壓閾值、欠壓閾值和電流閾值組合等方面有所不同。例如，型號(hào)中的“AAA”代表過(guò)壓閾值選項(xiàng)，“B”代表欠壓閾值選項(xiàng)，“CC”代表電流閾值組合選項(xiàng)。用戶(hù)可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇合適的型號(hào)。

六、電氣特性

6.1 過(guò)壓和欠壓閾值

不同型號(hào)的過(guò)壓和欠壓閾值會(huì)隨著溫度的變化而有所不同，在實(shí)際應(yīng)用中需要考慮溫度對(duì)閾值的影響。

6.2 過(guò)流保護(hù)

包括充電過(guò)流和放電過(guò)流保護(hù)，不同型號(hào)的過(guò)流閾值也有所差異。同時(shí)，還給出了過(guò)流檢測(cè)延遲和重試時(shí)間等參數(shù)。

6.3 其他參數(shù)

如導(dǎo)通電阻、工作電流、關(guān)機(jī)電流等，這些參數(shù)對(duì)于評(píng)估芯片的性能和功耗非常重要。

七、詳細(xì)工作原理

7.1 電壓相關(guān)保護(hù)

• 過(guò)壓保護(hù)：當(dāng)電池電壓達(dá)到過(guò)壓閾值（VoV）時(shí)，充電路徑開(kāi)路。當(dāng)充電器電壓低于電池電壓且電池電壓下降到過(guò)壓閾值以下約VovHYS時(shí)，路徑重新閉合。
• 欠壓保護(hù)：當(dāng)電池電壓低于欠壓閾值（VUV）持續(xù)一定時(shí)間（UVPD）或瞬間低于關(guān)機(jī)電壓（VSHDN）時(shí)，放電路徑開(kāi)路，設(shè)備進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)。當(dāng)充電電源接入且電池電壓上升到VUV閾值以上約UVHYS時(shí)，路徑重新閉合。
• 耗盡電池充電：根據(jù)電池電壓的不同狀態(tài)，芯片會(huì)采取不同的充電策略，確保電池能夠安全充電。

7.2 電流相關(guān)保護(hù)

• 放電過(guò)流保護(hù)：當(dāng)放電過(guò)流情況發(fā)生并持續(xù)一定時(shí)間（tODD）時(shí)，放電路徑打開(kāi)。經(jīng)過(guò)重試時(shí)間（tRETRY）后，路徑重新閉合進(jìn)行重試。
• 充電過(guò)流保護(hù)：當(dāng)檢測(cè)到充電過(guò)流時(shí)，芯片進(jìn)入鎖定狀態(tài)，可通過(guò)移除充電器（電池組）來(lái)重置。
• 短路保護(hù)：當(dāng)放電電流超過(guò)過(guò)流閾值的4倍（_03/_05選項(xiàng)）或3倍（_09選項(xiàng)）時(shí)，放電路徑立即斷開(kāi)，保護(hù)電池免受潛在的過(guò)流應(yīng)力。
• 突發(fā)負(fù)載涌流：允許短時(shí)間的過(guò)載情況，即使檢測(cè)到放電過(guò)流，在檢測(cè)延遲時(shí)間內(nèi)放電路徑仍保持閉合。

7.3 電池組并聯(lián)

在并聯(lián)兩個(gè)使用SGM41100A的電池組時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)瞬間電流浪涌，導(dǎo)致電壓較低的電池組觸發(fā)充電過(guò)流保護(hù)，電壓較高的電池組觸發(fā)放電過(guò)流保護(hù)。只有當(dāng)較高電壓的電池組放電到略低于較低電壓的電池組時(shí)，保護(hù)才會(huì)重置。為避免電流過(guò)應(yīng)力，建議在并聯(lián)前將電池組置于鎖定開(kāi)路狀態(tài)。

7.4 電池運(yùn)輸狀態(tài)

為避免在生產(chǎn)處理或運(yùn)輸過(guò)程中意外短路，建議將電池組置于鎖定非導(dǎo)通狀態(tài)?？梢酝ㄟ^(guò)瞬間短接BYPS和PCKN來(lái)實(shí)現(xiàn)。

7.5 電池組激活

要使電池組從鎖定狀態(tài)恢復(fù)到導(dǎo)通狀態(tài)，可以施加充電輸入，或者在沒(méi)有高負(fù)載電容時(shí)瞬間連接PCKN和BATN。

八、注意事項(xiàng)

8.1 絕對(duì)最大額定值

使用時(shí)需要注意芯片的絕對(duì)最大額定值，如電壓、電流、溫度等，超過(guò)這些值可能會(huì)導(dǎo)致芯片永久性損壞。

8.2 ESD敏感性

該芯片對(duì)靜電放電（ESD）比較敏感，在處理和安裝時(shí)需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，以避免ESD損壞。

8.3 參數(shù)設(shè)置

在選擇保護(hù)參數(shù)時(shí)，需要參考電池供應(yīng)商的建議，確保保護(hù)電路和充電器電路的參數(shù)設(shè)置合理，避免參數(shù)不匹配導(dǎo)致的問(wèn)題。

8.4 評(píng)估測(cè)試

在進(jìn)行評(píng)估測(cè)試時(shí)，需要注意一些電子負(fù)載模擬器可能存在過(guò)大的浪涌電流，BPM測(cè)試儀可能存在電壓轉(zhuǎn)換浪涌，這些都可能觸發(fā)芯片的保護(hù)功能。同時(shí)，需要確保外部電壓和電流在絕對(duì)最大額定值范圍內(nèi)。

SGM41100A是一款功能強(qiáng)大、性能可靠的鋰離子/聚合物電池保護(hù)芯片。在設(shè)計(jì)電池保護(hù)電路時(shí)，工程師們可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇型號(hào)和設(shè)置參數(shù)，充分發(fā)揮其保護(hù)功能，確保電池的安全和性能。你在使用類(lèi)似芯片時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。