ETC GB5101

GB5101
單節锂电池內部保护 IC
应用
特性
低耗电流
工作模式: 3uA typ. @ VCC = 3.9V
休眠模式: 0.1uA max. @VCC = 2.0V
过充电检测电压 (V )
本 IC 适合于对 1 节锂离子/锂聚合物可再充
电电池的过充电、过放电和过电流进行保护
可使用在锂聚合物电池以保护高精密度的电话
和任何其它小配件
CU
4.25~4.3V, accuracy: ±50mV
过充电释放电压 (V
CR)
4.05~4.1V, accuracy: ±50mV
过放电检测电压 (V
描述
系列 IC，内置高精度电压检测电路和延迟
电路，是用于单节锂离子/锂聚合物可再充电电池的保
护 IC。本 IC 适合于对 1 节锂离子/锂聚合物可再充
电电池的过充电、过放电和过电流进行保护。
DL)
GB5101
2.4V, accuracy: ±100mV
过放电释放电压 (V
DR)
3.0V, accuracy: ±100mV
放电过流检测电压 (V
IOV)
0.15V, accuracy: ±30mV
负载短路检测电压 (V
SHORT)
1.0V
为过电流保护设置阻抗> 500KΩ
延迟时间由内部电路设置
订购和标识信息
订购和标识信息
SOT-26
1
Code 1
8
9
A
B
G
H
I
J
Year
2008
2009
2010
2011
2016
2017
2018
2019
Code 2
Month
1
Jan.
2
Feb.
3
Mar.
4
Apr.
9
Sep.
A
Oct.
B
Nov.
C
Dec.
● ● ●
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notice, and advise customers to obtain the latest version of relevant information to verify before placing
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1
GB5101
电压版本
封装
过充电检测电压
过充电释放电压
过放电检测电压
过放电释放电压
放电过流检测电压
VCU (V)
VCR (V)
VDL (V)
VDR (V)
VIOV (mV)
±
4.275±0.05
4.250±0.05
4.300 0.05
A
B
±
4.075±0.05
4.050±0.05
±0.1
2.4±0.1
2.4±0.1
4.100 0.05
±0.1
3.0±0.1
3.0±0.1
2.4
3.0
±30
150±30
150±30
150
芯片脚位图
顶视图
芯片脚位描述
脚位
符号
1
OD
2
CS
3
OC
4
TD
5
VCC
6
VSS
过放电检测输出端, CMOS 输出
CS 和 VSS 之间电压检测端
过充电检测输出, CMOS 输出
延迟时间测量之测试端
电源供电输出端
地
描述
极限工作范围
和VSS之间输入电压 ---------------------------------------------------------------OC输出端子电压 -----------------------------------------------------------------------------------OD输出端子电压 ----------------------------------------------------------------------------------CS输入端子电压 -------------------------------------------------------------------------------------工作温度范围 -----------------------------------------------------------------------------------储存温度范围 -------------------------------------------------------------------------------------VCC
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VSS-0.3 ~ VSS+10V
VCC-28~ VCC+0.3V
VSS-0.3 ~ VCC+0.3V
VCC-28~ VCC+0.3V
O
-40 ~ 85 C
O
-40 ~ 125 C
2
GB5101
内部结构框图
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3
GB5101
电气参数
℃
(TA = 25 )
耗电流
工作电流
休眠电流
检测电压
过充电检测电压
参数
条件
符号
VCC = 3.9V
IOPE
VCC = 2.0V
IPDN
VCU
过充电释放电压
VCR
过放电检测电压
VDL
过放电释放电压
VDR
放电过流检测电压
负载短路检测电压
充电器检测电压
过充电检测延迟时间
过放电检测延迟时间
放电过流检测延迟时间
负载短路检测延迟时间
控制端子输出电压
OD 端子输出高电压
VIOV
最小
VCU
-0.050
VCR
-0.050
VDL
-0.100
VDR
-0.100
VIOV
-0.030
典型
最大
单位
3.0
6.0
µA
0.1
µA
VCU
VCR
VDL
VDR
VIOV
VCU
+0.050
VCR
+0.050
VDL
+0.100
VDR
+0.100
VIOV
+0.030
V
V
V
V
V
VSHORT
0.7
1.0
1.7
V
VCHA
-0.3
-0.1
-0.05
V
TCU
80
200
mS
TDL
40
100
mS
TIOV
10
20
mS
TSHORT
10
50
µS
延迟时间
OC
端子输出低电压
VCC = 3.5V,
Io = -5uA
OD
端子输出高电压
端子输出低电压
3.0
3.4
V
VCC = 4.5V,
CS = 0V, Io
OD
VOCH
VOCL
0.1
0.5
V
= 5uA
VCC = 3.5V,
Io = -5uA
VCC = 2.0V,
Io = 5uA
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VODH
VODL
3.0
3.4
0.1
V
0.5
V
4
GB5101
时序图
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5
GB5101
时序图（
时序图（续）
Abnormal Charge Current Detection
VCU
VCR
Battery
Voltage
VDR
VDL
VCC
OD PIN
VSS
VCC
OC PIN
VSS
VCC
CS PIN
VSS
VCHA
charger
Load
Delay Time
TDL
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TCU
6
GB5101
工作说明
工作状态
此 IC 持续侦测连接在 VCC 和 VSS 之间的电池
电压，以及 CS 与 VSS 之间的电压差，来控制充
电和放电。当电池电压的范围从过放电检测电压 (V )
到过充电检测电压 (V ) 之间，并且 CS 脚位电压没
有比 (V ) 更多时，使充电控制用 FET 和放电控制
用 FET 同时导通。这个状态称为“正常工作状态”，此
状态下，充电和放电都可以自由进行。电阻 (R ) 介
于 CS 和 VCC 之间, 并且电阻 (R ) 在 CS 脚位和
VSS 脚位之间在正常状态下电阻 (R ) 和电阻
(R ) 没有连接。说明：初次连接电芯时，会有不能
放电的可能性，此时，短接 CS 端子和 VSS 端子，
或者连接充电器，就能恢复到正常工作状态。
过充电状态
正常工作状态下的电池，在充电过程中，一旦电池电
压超过过充电检测电压 (V ) 并且这种状态持续的
时间超过过充电检测延迟时间 (T ) 以上时，
GB5101 IC 会关闭充电控制用的 FET 停止充电。这
个状态称为 “过充电状态”。电阻 (R ) 介于 CS 和
VCC 之间，并且电阻 (R ) 在 CS 脚位和 VSS 脚
位之间，在过充电状态下电阻 (R ) 和电阻 (R )
没有连接。
过充电状态的释放，有以下两种方法：
(1) 在这案例中 CS 脚位电压高于或均等于充电检测
电压 (V )，和低于过放电流检测电压 (V )，
GB5101 系列释放过充电状态，当电池电压在过
充电释放电压之下下跌 (V )。
(2) 在这案例中 CS 脚位电压高于或均等于过放电流
检测电压 (V )，GB5101 释放过充电状态，当电
池电压在过充电检测电压 (V ) 之下下跌。当在
过充电检测以后通过连接负载开始放电，CS 脚位
电压比 VSS 脚位电压还高是由于寄生二极管的电
压。这是因为放电的电流流经在充电的控制 FET
寄生二极管，如果这 CS 脚位电压高于或均等对过
放电流检测电压 (V )， GB5101 当电池电压比
过充电检测电压 (V ) 低或均等对为释放过充电
状态。
DL
CU
IOV
VMD
VMS
VMD
VMS
CU
CU
VMD
VMS
VMD
CHA
VMS
IOV
CR
IOV
CU
IOV
CU
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过放电状态
正常工作状态下的电池，在放电过程中，一旦电池电
压超过过放电检测电压 (V ) 并且这种状态持续的
时间超过过放电检测延迟时间 (T ) 以上时，
GB5101 IC 会关闭充电控制用的 FET 停止放电。这
个状态称为 “过放电状态”，在过放电状态下， 当关
闭放电控制用 FET 后，CS 由 IC 内部电阻上拉到
VCC，使 IC 耗电流减小到休眠时的耗电流值，这个
状态称为 “休眠状态”。电阻 (R ) 在 CS 脚位和
VSS 脚位之间在休眠状态和过放电状态没有连接。当
要释放休眠状态时，连接上充电器，并且在 CS 脚位
和 VSS 脚位之间的电压差为 1.0V (typ.) 或更低。当
一个电池在过放电状态连接到充电器，并且在 CS 脚
位电压低于充电检测电压条件下 (V )，GB5101 释
放过放电状态和轮释放的 FET 在，当电池电压到达过
放电检测电压 (V ) 或更高。当一个电池在过放电状
态连接到充电器，并且在 CS 脚位电压低于充电检测
电压条件下 (V )，GB5101 释放过放电状态，当电
池电压到达过放电释放电压 (V ) 或更高。
过放电流状态 (放电过流检测功能和负载短路检测
功能)
当电池在正常状态时，并且 CS 脚位的电压是相等的
或更加高于放电过电流检测电压，因为放电电流指定
值和状态高于持续放电过放电流检测延迟时间，放电
控制 FET 被关闭，并且停止放电。这个状态称为 “过
放电流状态”。在过放电流状态，CS 脚位和 VSS 脚
位是短路，在 IC 里由电阻在 CS 脚位和 VSS 脚位
(R )之间。然而 CS 脚位的电压在 VCC 电位由于
装载，只要装载连接，当负载是分离的，CS 脚位回
到 VSS 电位，这 IC 电路检查的状态，当阻抗在 Bat+
和 Bat-之间增加并且与使能自动恢复时，并且电压在
CS 脚位返回到放电当前侦查电压的阻抗是相等的
(V ) 或降下，过放电流状态被恢复到正常状态，即
使连接的阻抗小于自动恢复水平，GB5101 将从放电
当前侦查状态恢复到正常状态，当 CS 脚位电压变成
放电当前侦查电压 (V ) 或比充电时的电压还要
低。
DL
DL
VMS
CHA
DL
CHA
DR
VMS
IOV
IOV
7
GB5101
在过放电流检测电压状态电阻 (R ) 在 CS 和 VCC
之间没有连接。
异常充电电流检测
在正常状态下充电的电池期间，如果 CS 脚位电压成
为更低比充电检测电压 (V ) 和这状态比过充电检
测延迟时间 (T ) 长，GB5105 关闭充电控制 FET
电电流检测在电池在过放电状态流动，并且电池电压
在过充电检测延迟时间 (T ) 以后过放电检测电压
成为更加高于，GB5105 关闭充电控制FET停止充
电，状态不规则的充电电流侦查被更低的电位差充电
器侦查电压（V ）发现在VM和VSS之间。
VMD
CHA
CU
CU
CHA
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8
GB5101
典型应用电路
符号 器件名称
M1
N-channel
MOSFET
用途
放电控制
Constant for External Components
C1
充电控制
电阻 静电保护以防止内部
电路破坏
电容 对 power 滤波
R2
电阻
M2
R1
N-channel
MOSFET
充电器反接保护
最小
典型.
最大
__
__
__
__
__
__
47Ω
100Ω
1KΩ
0.022uF
0.1uF
1.0uF
300Ω
1KΩ
4KΩ
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说明
闸控电压 ≤ 过放侦测电压
Vgs 耐压 ≥ 放电电压
闸控电压 ≤ 过放侦测电压
Vgs 电压 ≥ 电放电压
该电阻应是尽可能的小以避免 VCC 电
流降下造成过充电压的准确性
在 VCC 和 VSS 之间可使用 0.022uF
电容器或更高
当充电器反接时，请尽量选择较大的阻
值来保护大电流
9
GB5101
封装信息
SOT-26
SYMBOL
MILLIMETERS
MIN.
MAX.
A
MIN.
MAX.
1.45
0.057
A1
0.00
0.15
0.000
0.006
A2
0.90
1.30
0.035
0.051
b
0.30
0.50
0.012
0.020
c
0.08
0.22
0.003
0.009
D
2.70
3.10
0.106
0.122
E
2.60
3.00
0.102
0.118
E1
1.40
1.80
0.055
0.071
e
0.95 BSC
0.037 BSC
e1
1.90 BSC
0.075 BSC
L
θ
Note :
INCHES
0.30
o
0
0.60
8
o
0.012
o
0
0.024
8
o
1. Followed from JEDEC TO-178 AB.
2. Dimension D and E1 do not include mold flash, protrusions or gate burrs. Mold flash, protrusions or
gate burrs shall not exceed 10 mil per side.
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GB5101
封装信息
SOT-26
Application
A
H
178.0 2.00
±
50 MIN.
P0
P1
SOT-26
4.0
±0.10
4.0
±0.10
T1
C
d
8.4+2.00 13.0+0.50
-0.00
-0.20
P2
2.0
±0.05
D0
D
1.5 MIN.
D1
20.2 MIN. 8.0
T
W
E1
±0.30 1.75±0.10
A0
1.5+0.10
0.6+0.00
1.0 M----IN.
3.20
-0.00
-0.40
B0
F
3.5
±0.05
K0
±0.20 3.10±0.20 1.50±0.20
(mm)
Application
SOT -26
Carrier Width
Cover Tape Width
Devices Per Reel
8
5.3
3000
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11
GB5101
封装信息
SOT-26
Direction of feed
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