リチウムイオン電池保護のソリューション

現在、携帯電話、MP3、MP4、GPS、おもちゃ、その他の携帯機器など、リチウムイオン電池の用途はますます広くなっており、ガスメーターはデータを保持する必要があり、市場容量は数億に達しました月額。過充電・過放電、過電流などの異常状態によるリチウムイオン電池の耐用年数の短縮を防ぐため、通常、電池の異常状態による損傷を防ぐための保護装置が必要です。

図1に示すリチウム電池保護回路の原理は、主に電池保護ICと外部放電スイッチM1およびM2充電スイッチによって制御されます。 P + / P-が充電器に接続されている場合、通常のバッテリー充電では、M1とM2は導通状態です。充電制御ICが異常を検出すると、M2は充電終了を遮断します。 P + / P-接続負荷、バッテリー正常放電、M1およびM2導通時。制御ICが異常放電を検出すると、M1はエンド放電をオフにします。

いくつかの既存のリチウムイオン電池保護スキーム

図2は、一般的に使用されているリチウム電池保護ボードの一種として設計されたリチウム電池保護の原理に基づいています。図2では、SOT23-6 lのカプセル化は制御ICであり、SOP8のカプセル化はダブルスイッチチューブM1、M2です。製造管理IC技術とスイッチチューブ技術の製造はそれぞれ同一ではないため、図2 2つのチップは異なるプロセスで製造されており、通常、2つのチップも異なるメーカーから提供されています。

近年登場した業界では、最終的なソリューションサイズの縮小傾向である統合レベルを向上させるために、いくつかのチップパッケージが一緒になります。リチウム電池保護市場も例外ではありません。図3AとBの2種類のリチウム電池保護スキームは、Aチップに統合された図2 2を見ることになっていますが、実際には、その内部コントローラーICカプセル化とスイッチチューブチップは、異なるメーカーからまだ分割されており、計画は一般に「2つのコアの組み合わせ」として知られている2つは互いに閉じます。

内部の2つのチップは実際にはまだ異なるベンダーから提供されているため、外観はよく一致しません。したがって、最終的にさまざまな形状をカプセル化するために、多くの場合、一般的なパッケージは使用されません。このパッケージのボリュームは大きく、周辺コンポーネントを保存できないため、2番目のコアと州の「統一」のスキームは実際にはあまりスペースがありません。コスト面では、2コストをパッケージングコストに削減しましたが、このパッケージは通常大きいため、一般的なカプセル化ではないものもあり、パッケージサイズを縮小するために、チップスタックパッケージ形式を使用する必要がある場合があります。 2チップの従来のスキームでは、そのコスト上の利点は明らかではありません。

図4は、同じウェーハシングルチップソリューションに統合された実際のコントローラチップとスイッチチューブチップです。図1のスイッチチューブの従来のスキーム原理は、図1のBとP-の間のジョイントであるNタイプのパイプであり、一般に陰極防食として知られています。技術的な理由から図4のスキームでは、スイッチチューブは、一般にアノード保護として知られている、B +とP +の間のPタイプのチューブにのみ変更できます。保護ボードのテスト機器を検出するためのチップを備えた完全な保護プレート。この計画はパッケージングコストを削減しますが、チップコストは削減されていません。大量の成熟した従来のプログラムとの競争において、実際のコスト上の利点はありませんでした。互換性のないアノード保護の概念の従来のスキームとは対照的に、その促進プロセスに対する大きな障害となっています。

「第2のコアプランとシングルチップの統一性を超えて、面積とコストでのアノード保護はユーザーに特定の利点をもたらしますが、利点は明らかではありません。これらのソリューションは同時にいくつかの欠点をもたらすため、従来のソリューションとの競争でプロセス中の成熟した顧客のスキームは、最終的には価格で競争するために総利益スペースを減らすためにのみ可能です。これらのソリューションのために、制御ICとスイッチチューブチップの価格の従来のスキームのように、真に元のコストと明らかな利点はありません、第2コアの「統一」スキームまたはアノード保護スキームは、市場の従来の支配を揺るがすことができませんでした。

近年、多くの新しいスイッチチューブチップメーカーが市場に登場し、コストを削減するために、元々金のワイヤーを12本の銅線に巻き付けました。スイッチチューブもESD保護なしです。ブランドのスイッチチューブと比較したこれらの製品の性能にはいくつかの違いがありますが、流通市場をすぐに先取りするというコスト上の利点のために、「第2のコアとアノード保護スキームが勝つための従来のスキームでも市場での競争は大きな貢献をしました。

完全に統合されたリチウムイオン電池保護方式

独自の技術と組み合わせた多数のデバイスと回路特許の独自の研究開発によるコアマイクロエレクトロニクスは、制御ICとスイッチチューブを同じチップに統合し、世界最小のリチウム電池保護スキームXB430Xシリーズ製品を発売しました。従来のN型スイッチチューブを使用したこのシリーズの製品は、カソード保護原理の従来のスキームと一致しており、保護ボードメーカーまたはバッテリーメーカーは、テスト機器やアイデアを変更する必要はありません。この一連のチップ自体は完全なリチウム電池保護方式であり、外部コンポーネントなしでリチウム電池保護機能を実現できます。 Vccラインノイズを防止するために、外部コンデンサが1つある場合は、Vccとバッテリのマイナス端子の間にXB430Xシリーズチップを使用することをお勧めします。

XB430Xシリーズのチップ統合は、従来の制御ICとスイッチチューブを統合するだけでなく、非常に高く、図1、R1、R2の原理は同じチップに統合されています。チップの統合が非常に小さい後、最小のものは市場に出回っている一般的なSOT23-5lパッケージを使用できます。チップシリーズのスイッチチューブ抵抗は非常に低く、最小抵抗は最大40mΩ下で、市場で最高のスイッチチューブ抵抗を備えています。最小パッケージSOT23-5lの場合、2.5アンペアの連続充電および放電電流であり、熱放散の問題はありません。充電と放電の電流が2.5Aを超える場合は、SOP8XB430Xシリーズのパッケージ製品を使用することをお勧めします。

XB430Xは、過充電保護、放電保護、過電流保護、短絡保護など、従来の保護スキームのすべての保護機能を備えています。それだけでなく、同じチップ内の制御ICとスイッチチューブの統合、チップ温度制御ICはいつでもスイッチチューブを検出することができます。高温環境で長時間使用するバッテリー、または充放電電流が通常の充放電電流を超えると、過電流保護しきい値ではなく、チップ温度が高くなりすぎて起動します。チップとバッテリーを保護するための過熱保護機能。さらに、ESD保護機能を備えた内蔵スイッチチューブは、プロセス中の保護プレートとバッテリーの歩留まりを大幅に向上させることができます。

同じ製造プロセス、同じメーカーのXB430X内部制御ICとスイッチチューブは、最も成熟した汎用パッケージ形式を選択するため、従来のソリューションよりも一貫したパフォーマンスを発揮します。「第2コア、アノード保護スキームの統一性ははるかに高くなります。

XB4301シリーズチップを使用すると、最終的なバッテリ保護スキームは2つのコンポーネントのみであり、従来の5つのコンポーネントのスキームと比較して、各SMTマシンの容量と効率を2.5倍に上げることができます。従来のスキームと比較して、保護プレートメーカーは抵抗とスイッチチューブチップを購入せず、リソースのチェーンを簡素化するだけでなく、2つの抵抗溶接プレートとスイッチチューブ8つのはんだ接合を減らすときに保護ボードで、したがって、保護プレートの製造コストを大幅に削減します。

現在、携帯電話、MP3、MP4、GPS、おもちゃ、その他の携帯機器からガスメーターのデータを保存し続ける必要のあるリチウム電池の用途はますます広くなっており、市場の容量は数億に達しました。月。リチウムイオン電池の充放電を防ぐために、異常状態などの過電流は、通常、電池の異常状態の損傷を防ぐためのリチウム電池保護装置によって、電池の寿命に影響を与えます。

リチウムイオン電池保護回路の原理を図1に示しますが、主に電池保護制御ICと外部放電スイッチM1および充電スイッチM2によって実装されています。 P + / P –が充電器に接続され、通常の充電を行う場合、M1とM2は導通状態にあります。制御ICが異常を検出すると、M2は充電を終了します。 P + / P –が負荷を接続すると、バッテリーの通常の放電、M1およびM2が実行されます。制御ICが異常放電を検出すると、M1は放電を終了します。

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。