英集芯IP3103单节锂离子/聚合物电池保护芯片

产品描述：

IP3103 提供了一种用于锂离子/聚合物可充电电池的初级保护的解决方案。该产品集成了聚合物可充电电池安全运行所需的所有检测和保护。IP3103 仅需要 1uA 左右的正常工作电流（PUMP disable）。保护功能包括充放电保护、过充、过放电、过流、欠压电池的检测和保护，在深度放电的情况下，该产品还会断开电池组，避免电池再次放电。其工作在-40℃～+85℃的温度范围内，大大拓宽了芯片的使用条件。IP3103 通过监视连接在 VDD 端子到 VSS 端子间电池电压、CTL 端子到 VSS 端子间电压以及内部负压检测端电压检测来控制充电和放电。

电压相关保护当电池电压达到过电压阈值（V OV ）时，充电路径断开。当充电器电压低于电池电压，并且电池电压回落至低于过电压阈值（V OVR ）左右时，充电回路再次闭合。在电池电压低于 V UV 时防止电池过度放电，放电路径开路,进入欠压保护，IP3103 进入 power down 状态。当充电电源接通且电池电压上升至 V UVR 阈值以上时，路径再次闭合。

产品特性：

电压监测：

过充电保护电压 V OVP :3.5V~4.6V(Step：5mV)

过充电保护电压 V OVP 精度：±15mV

过充电解除电压 V OVR :3.1V~4.6V note1

过充电解除电压 V OVR 精度：±50mV

过放电保护电压 V UVP :2V~3V(Step：10mV)

过放电保护电压 V UVP 精度：±50mV

过放电解除电压 V UVR :2V~3.4V note2

过放电解除电压 V UVR 精度：±75mV

测 电流监测 VI(部 用外部 Sense 电阻)/VM(用 用 MOS 管导通电阻) ：

放电过流 1 保护电压 V DOC1 :3mV~100mV(Step：0.5mV)

放电过流 1 保护电压 V DOC1 精度：±1.5mV

放电过流 2 保护电压 V DOC2 :10mV~200mV(Step：1mV)

放电过流 2 保护电压 V DOC2 精度：±3mV

放电短路保护电压 V SC :20mV~400mV(Step：2mV)

放电短路保护电压 V SC 精度：±5mV

充电过流保护电压 V COC :-200mV~-3mV(Step：0.5mV)

充电过流保护电压 V COC 精度：±1mV

内置各种检测延时：

过充电检测延时 t OV :256mS ~ 2S

过放电检测延时 t UV :32mS ~ 256mS

放电过流 1 检测延时 t DOC1 :8mS ~ 4S

放电过流 2 检测延时 t DOC2 :8mS ~ 64mS

放电短路检测延时 t SC :280uS ~ 560uS

充电过流检测延时 t COC :8mS ~ 64mS

1μA 工作电流 （pump disable ）@25 °C

2uA 工作电流（pump enable ）@25 °C

小于 100nA 休眠 电流

耗尽电池 0V 禁止充电

充放电 可外部 控制 CTL ：

内部上拉，下拉电阻

内部电阻值：1Mohm~10Mohm 可选

控制逻辑可选：H 逻辑和 L 逻辑有效

输入浪涌钳位 ，可承受高达 28V 的浪涌电压

集成 PUMP N-MOSFET 驱动：enable 和 和 disable

输入反向连接 保护

反极性电池连接保护

工作温度：-40 °C ～85 °C

I VI 采样和 M VM 电流采样可选

封装： DFN-81.6 6 mm*1.2 2 mm

产品应用：

物联网设备

可穿戴设备

电池包

移动设备

过充电状态

V OVR ≠ V OV (过充电解除电压和过充电检测电压不同)在充电中，通常状态的电池电压若超过 V OV ，且这种状态保持在过充电检测延迟时间 (t OV ) 以上的情况下，会关闭充电控制用开关（Q2）而停止充电。这种状态称为过充电状态。过充电状态的解除，分为如下的 2 种情况。

(1) 如 果 当 负 端 检 测 端 子 （ VM ） 电 压 在 低 于0.35V(典型值)的情况下，当电池电压降低到过充电解除电压 (V OVR )以下时，即可解除过充电状态。

(2) 如果当负端检测端子（VM）电压在 0.35V(典型值)以上的情况下，当电池电压降低到(V OV )以下时，即可解除过充电状态。

检测出过充电之后，连接负载开始放电，由于放电电流通过充电控制开关(Q2)的内部寄生二极管流动，因此当负压检测端子（VM）电压比 VSS 端子电压增加了内部寄生二极管的 V F 电压。此时，如果当负端检测端子（VM）电压在 0.35V(典型值)以上的情况下，当电池电压在 V OV 以下时，即可解除过充电状态。V OVR = V OV (过充电解除电压和过充电检测电压相同)在充电中，通常状态的电池电压若超过 VOV，且这种状态保持在（tOV）以上的情况下，会关闭充电控制用开关（Q2）而停止充电。这种状态称为过充电状态。当负端检测端子（VM）电压在 0.35V(典型值) 以上，并且电池电压降低到 VOV 以下时，即可解除过充电状态。

检测出过充电之后，连接负载开始放电，由于放电电流通过充电控制用开关（Q2）的内部寄生二极管流动，因此当负压检测端子（VM）电压比 VSS 端子电压增加了内部寄生二极管的 V F 电压。此时，如果当负压检测端子（VM）电压在 0.35V(典型值)以上的情况下，当电池电压在 V OV 以下时，即可解除过充电状态。

注意,对于超过 V OV 而被充电的电池，即使连接了较大值的负载，也不能使电池电压下降到 V OV 以下的情况下，在电池电压降低到 V OV 为止，放电过负压检测以及负载短路检测是不能发挥作用的。但是，实际上电池的内部阻抗有数十 mΩ ，在连接了可使过电流发生的较大值负载的情况下，因为电池电压会马上降低，因此放电过负压检测以及负载短路检测是可以发挥作用的。

过放电状态

当通常状态下的电池电压在放电过程中降低到V UV 之下，且这种状态保持在过放电检测延迟时间(t UV )以上的情况下，关闭放电控制开关(Q1)而停止放电。这种状态称为过放电状态。在过放电状态下，内部当负压检测端子（VM）会被上拉。在过放电状态下如果连接充电器，当负压检测端子（VM）电压降低到0 V (典型值) 之下时，电池电压在 V UV 以上，解除过放电状态。负压端子电压不低于 0 V (典型值) 时，电池电压在过放电解除电压 (V UVR ) 以上，解除过放电状态。

在过放电状态下，没有连接充电器时，如果 VM是高电平（>VDD x 0.7），进入低功耗 power down状态，如果 VM 是低电平(

有休眠功能的时在过放电状态下，如果VDD端子 − VM端子间的电压差降低到VDDx0.3 (典型值) 以下，休眠功能则开始工作，消耗电流将减少到休眠时消耗电流 100nA。通过连接充电器，使VM端子电压降低到VDDx0.3 (典型值) 以下，可以解除休眠功能。

• 在不连接充电器，VM端子电压≥0.7 x VDD (典型值) 的情况下，即使电池电压在V UVR 以上也维持过放电状态。

• 在连接充电器，0.3 x VDD (典型值)＞VM端子电压＞0 V (典型值) 的情况下，电池电压在V UVR 以上，解除过放电状态。

• 在连接充电器，0 V (典型值)≥VM端子电压的情况下，电池电压在V UV 以上，解除过放电状态。

无休眠功能

在过放电状态下，即使VDD端子 − VM端子间的电压差降低到VDDx0.3 (典型值)以下，休眠功能也不工作。

• 在不连接充电器，VM端子电压≥0.7 x VDD (典型值) 的情况下，电池电压在V UVR 以上，解除过放电状态。

• 在连接充电器，0.3 x VDD (典型值)＞VM端子电压＞0 V (典型值)的情况下，电池电压在V UVR 以上，解除过放电状态。

• 在连接充电器，0 V (典型值)≥VM端子电压的情况下，电池电压在V UV 以上，解除过放电状态。放电过电流状态

放电过电流

处于通常状态下的电池，当放电电流达到所定值以上时，会导致电流检测端子(VI 或 VM)电压上升到V DOCX 以上，若这种状态持续保持在放电过电流检测延迟时间(t DOCX )以上的情况下，会关闭放电控制开关(Q1)而停止放电，这种状态称为放电过电流状态。

在放电过电流状态下，内部 VM 端子和 VSS 端子间可通过电阻来进行短路。但是，在连接着负载的期间，VM 端子电压由于连接着负载而变为 VDD 端子电压。若断开与负载的连接，则 VM 端子电压恢复回VSS 端子电压。当 VM 端子电压降低到 V DOCR 以下时，即可解除放电过电流状态。

负载短路

处于通常状态下的电池，当连接能导致放电过电流发生的负载时，VM 端子电压上升到 V SC 以上的状态持续保持在负载短路检测延迟时间 (t SC ) 以上的情况下，会关闭放电控制开关(Q1)而停止放电。这种状态称为短路放电过电流状态。

短路放电过电流状态的解除方法与放电过电流相同。也可通过放电控制 CTL 功能(如果选择 CTL 具有放电过流保护恢复功能)，复位 CTL，即可恢复到通常状态 。

充电过电流状态

在通常状态下的电池，由于充电电流在额定值以上，会导致负电压检测端子(VI 或 VM)端子电压降低到 V COC 以下，若这种状态持续保持在充电过电流检测延迟时间 (t COC ) 以上的情况下，会关闭充电控制用开关(Q2)而停止充电。这种状态称为充电过电流状态。

断开与充电器的连接或者加外部加负载，VM 端子电压上升到 0.35 V (典型值) 以上时，既可解除充电过电流状态。在过放电状态下，充电过电流检测不发挥作用。