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TI的锂离子电池充电保护集成电路UCC3957
来源:本站整理  作者:佚名  2009-12-30 11:39:28



UCC3957的各引脚功能如下:

引脚1VDD:该引脚为UCC3957的电源供电输入引脚,输入电压范围为6.5~20V,与电池组的高电位端连接。
引脚2CLCNT:该引脚为设定UCC3957工作在三节或四节电池充电工作状态的引脚。
引脚3WU:该引脚为当UCC3957处于休眠工作状态时,在此脚加信号可唤醒UCC3957进入正常工作状态,此引脚应接到N沟道电平转移MOSFET晶体管的漏极。
引脚4AN1:该引脚为与最高电位的第1节电池的负极及第2节电池正极相连的引脚。
引脚5AN2:该引脚为最高电位的第2节电池的负极及第3节电池正极相连的引脚。
引脚6AN3:该引脚为最低电位的第3节电池的负极及第4节电池正极相连的引脚,当只有3节电池时与电池组的低电位端及AN4引脚相连。
引脚7和11引脚AN4:该引脚与电池组的低电位端相连,并和电流检测电阻的高电位端连接。
引脚8BATLO:该引脚为与电池组的负电位端连接的引脚,同时和电流检测电阻的低电位端相连接。
引脚9CHGEN:该引脚为充电使能引脚,该引脚为高电平时电池组开始充电。
引脚10CDLY1:该引脚为短路保护的延迟时间控制引脚,在该引脚与AN4引脚间连接电容的数值决定过电流的时间,当过电流时控制放电MOSFET晶体管的关断时间,电容的数值也决定打嗝儿过电流保护的时间。
引脚12CHG:该引脚为连接外接可控制N沟道MOSFET晶体管的引脚,而该外接N沟道MOSFET晶体管又可以用来驱动外接P沟道MOSFET管,如果有任一节电池电压高于过电压保护阀值电位,则该引脚相对AN4引脚被置低电位;只有当所有被充电的单节电池电压低于该阀值电位,则该引脚置高电位。
引脚13DCHG:该引脚为用于预防电池过放电的引脚。如果UCC3957内部的工作状态检测器判断到任一节电池处于欠电压状态,则引脚DCHG被置高电位以使外部放电P沟道MOSFET晶体管关断,但当所有电池的电压高于最低阀值电位时,引脚DCHG被置低电位。
引脚14CDLY2:该引脚与AN4引脚之间接一只电容,以延长第二级过电流保护的保护设定时间。
引脚15AVDD:该引脚与为内部模拟电路电源的供电引脚,通过0.1μF电容与AN4引脚相连,正常工作电压为7.3V。
引脚16DVDD:该引脚与为内部数字电路电源的供电引脚,通过0.1μF电容与AN4引脚相连,正常工作电压为7.3V。

四、UCC3957的工作原理与典型应用电路

4.1 UCC3957的工作原理

UCC3957可以对3节或4节锂电池组提供防止电池过充电、过放电及过电流充、放电等故障的全面保护功能,它对电池组内的每一节电池电压采样并与内部的精密基准电压进行比较,当任一节电池处于过电压或欠电压状态时,UCC3957就会采取适当的措施防止电池进一步充电或放电。UCC3957外部接有2个独立的P沟道MOSFET晶体管,分别控制电池的充电和放电电流。

下面以图4为例,介绍其采用UCC3957的4节锂电池充电保护电路特点。

1.电池组的连接
电池组与UCC3957连接要注意它的顺序。电池组的低电位端连接到引脚7AN4,高电位端连接到引脚VDD,每两节电池的连接点按相应顺序连接到引脚4AN1、5AN2、6AN3。

2.选择3或4节电池充电工作状态
当电池组为3节电池时,引脚2CLCNT应连到引脚16DVDD,同时将引脚6AN3与引脚7AN4连到一起,当电池组为4节电池时,引脚2CLCNT接地(即连到引脚7AN4),AN3引脚接至电池组最下面一只电池的正极。

3.欠电压保护
当检测到任一节电池处于过放电状态时(低于欠电压阀值电位),状态检测器同时关断2只MOSFET晶体管,使UCC3957进入休眠工作模式,此时UCC3957的耗电仅为3.5μA,只有当引脚3WU的电压升到1VDD后,UCC3957退出休眠工作模式。

4.电池充电
当充电器接入充电电源器时,只要引脚9CHGEN的电压被拉到16DVDD,充电FET晶体管VT1导通,电池组充电。但是如果引脚9CHGEN开路或连到引脚7AN4,则充电FET晶体管VT1关断。充电期间,如果UCC3957处于休眠工作模式,则放电FET晶体管VT2仍然关断,充电电流流过放电FET晶体管VT2的体二极管;直到每节电池的电压高于欠电压阀值电压,则放电FET晶体管VT2导通。休眠工作期间,充电FET晶体管VT1处于周期性的导通和关断方式,导通时间为7ms,关断时间为10ms。

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