ETC SC451

SC451
士兰半导体
锂电池保护电路
SC451 是一个锂电池保护电路。是为保护锂电
池避免因为过度充电，过度放电或电流过大时，会
损坏电池或缩短电池寿命设计的电路。它有高精确
度的电压检测与时间迟延电路。
主要特点
* 工作电流低
SOT-23-6
* 过度充电检测
* 过度充电释放
* 过度放电检测
* 过度放电释放
产品规格分类
* 过电流1检测
* 过电流2（短路电流）检测
* 过度充电检测迟延
* 充电器检测
* 过电流保护复位电阻
产品
封 装
SC451
SOT-23-6
应用
* 工作电压范围广
* 单一锂电池保护电路
* 小封装
管脚排列图
6
5
4
SC451
1
2
3
杭州士兰微电子股份有限公司
1
版本号：1.0
2003.10.28
SC451
士兰半导体
内部框图
极限参数
参
数
符号
参 数 范 围
单位
工作电压
VDD
VSS-0.3 ~ VSS+12
V
OC输出管脚电压
VOC
VDD-15 ~ VDD+0.3
V
OD输出管脚电压
VOD
VSS-0.3 ~ VSS+0.3
V
CSI输入管脚电压
VCSI
VDD-15 ~ VDD+0.3
V
工作温度
TOP
-10 ~ + 70
°C
存储温度
TST
-40 ~ +125
°C
电气特性参数 (除非特别指定，Tamb=25°C)
电流消耗
参
数
符号
测 试 条 件
最小值 典型值 最大值 单位
工作电流
IDD
VDD=3.9V
3.0
6.0
uA
待机电流
工作电压
IPD
VDD=2.0V
0.3
0.6
uA
工作电压
VDD
8.0
V
1.8
杭州士兰微电子股份有限公司
2
（见下页）
版本号：1.0
2003.10.28
SC451
士兰半导体
（接上页）
检测电压
参
数
符号
测 试 条 件
最小值 典型值 最大值 单位
过度充电检测电压
VOCU CSI=0
4.28
4.34
4.38
V
过度充电释放电压
VOCR CSI=0
4.05
4.15
4.25
V
过度放电检测电压
VODL
2.30
2.40
2.50
V
过度放电释放电压
VODR
2.90
3.00
3.10
V
过电流1检测电压
VOI1
0.12
0.15
0.18
V
过电流2（短路电流）检测电压
VOI2
VDD=3.6V
1.25
1.35
1.45
V
Rshort VDD=3.6V
400
500
600
kΩ
-0.8
-0.6
0.4
V
过电流复位电阻
CSI=0
充电器检测电压
迟延时间
VCH
过度充电检测迟延时间
TOC
CTD=0.01uF
50
100
150
ms
过度放电检测迟延时间
TOD
VDD=3.6V to 2.0V
5
10
15
ms
过电流1检测迟延时间
TOI1
VDD=3.6V
5
10
15
ms
TOI2
VDD=3.6V
5
50
µs
过电流2（短路电流）检测迟延
时间
其他
OC管脚输出高电平电压
Voh1
OC管脚输出低电平电压
Vol1
OD管脚输出高电平电压
Voh2
OD管脚输出低电平电压
Vol2
管脚描述
管脚号
VDD-0.1 VDD-0.02
0.01
V
0.1
VDD-0.1 VDD-0.02
0.01
符号
V
V
0.1
V
管 脚 描 述
1
OD
放电控制FET门限连接管脚。
2
CSI
电流感应输入管脚，充电器检测
3
OC
充电控制FET门限连接管脚
4
TD
通过外部电容设置VOCU迟延管脚
5
VDD
正电源输入管脚
6
VSS
负电源输入管脚
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3
版本号：1.0
2003.10.28
SC451
士兰半导体
功能描述
正常条件
如果VODL<VDD<VOCU，并且VCH<VCSI<VOI1，那么M1和M2都开启。此时充电和放电均可以
正常进行。
过度充电情况
当从正常情况进入充电情况时，可以通过VDD检测到电池电压。当电池电压进入到过度充电情
况时，VDD电压大于VOCU，迟延时间超过TOC，M2关闭。
释放过度充电情况
进入过度充电情况后，要解除过度充电情况，进入正常情况，有两种方法。
• 如果电池自我放电，并且VDD<VOCR ，M2开启，并返回到正常情况。
• 在移去充电器，连接负载后，如果VOCR<VDD<VOCU，VCSI>VOI1，M2开启，返回到正常模
式。
过度放电检测
当由正常情况进入到放电状态时，可以通过VDD检测到电池电压。当电池电压进入过度放电情
况时，VDD电压小于VODL，迟延时间超过TOD，则M1关闭。此时CSI管脚通过内部电阻RCSID拉
到VDD。如果VCSI>VOI2，则电路进入断电模式（电流小于0.3µA）。
释放断电模式
当电池在断电模式时，若连接一个充电器入，并且此时VCH<VCSI<VOI2，VDD<VODR，M1仍
旧关闭，但是释放断电模式。如果VDD>VODR，M1开启并返回到正常模式。
充电检测
如果在断电模式有一个充电器连接电池，电压将变为VCSI<VCH 和VDD>VODL 。M1开启并返
回到正常模式。
异常充电情况
如果在正常模式下，充电器连接在电池上，若VCSI<VCH ，迟延超过TOC，则M2关闭。
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4
版本号：1.0
2003.10.28
SC451
士兰半导体
过电流/短路电流检测
在正常模式下，当放电电流太大时，由CSI管脚检测到电压大于VOIX(VIO1或VIO2)，并且迟延
大于 TOIX (TIO1 或 TIO2) ，则代表过电流（段路）情况。 M1 关闭， CSI 通过内部电阻 RCSIS 拉到
VSS。
释放过电流/短路电流情况
当保护电流保持在过电流/短路电流情况时，移去负载或介于VBAT+ 和VBAT-之间的阻抗大于
500KΩ，并且 VCSI<VOI1，那么M1开启，并返回到正常条件。
注：当电池第一次接上保护电路时，这个电路可能不会进入正常模式，此时无法放电。如果产生这种现象，使CSI管
脚电压等于VSS电压（将CSI与VSS短路或连接充电器），就可以进入正常模式。
时序图
过度充电情况 →自放电情况 →正常情况
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5
版本号：1.0
2003.10.28
SC451
士兰半导体
过度充电情况→负载放电→正常情况
过度充电情况→充电器充电→正常情况
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6
版本号：1.0
2003.10.28
SC451
士兰半导体
过度充电情况→反常情况→正常情况
过电流情况→正常情况
压
电
池
电
OC
脚
管
OD
脚
管
CSI
脚
管
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7
版本号：1.0
2003.10.28
SC451
士兰半导体
操作状态图
反常充电
电流情况 (OC=0)
(F)
过度充电情况, (OC=0)
(S)
VCSI<VCH(-0.6v)
&
t>TOC(100ms)
(H)
VCSI>VOI1(0.15v)
&
VDD<VOCU(4.35v)
(G)
VDD<VOCR(4.15v)
(T)
VCSI>VCH(-0.6v)
OD=0
通过电阻RCSID
短接到 V (上拉到
VCSI
(300k)
VDD)
DD
(A)
(I)
(J)
过度放电情况,
VDD<VODL(2.4V)
&
t>TOD(10ms)
(OD=0)
(M)
VCH<VCSI<VOI2
(E)
VDD>VOCU(4.35v)
&
t>TOC(100ms)
(N)
VDD>VODR(3.0v)
(K)
VCSI>VOI2
(R)
VCSI<VCH(-0.6v)
(Q)
VDD>VODL
(L)
断电情况
OD=0
≤IPD(0.3uA)
VCSI 通过电阻RCSID
(300k)短接到VDD . (上拉到
IDD
正常情况
(OD=OC=1)@
VODL<VDD<VOCU
&
VCH<VCSI<VOI1
(B)
VCSI>VOI1(0.15v)
&
t>tOI1(10ms)
(C)
VCSI>VOI2
&
t>TOI2(5us)
(D)
负载阻抗
>500kΩ
过电流 Ⅰ,Ⅱ
或者短路, (OD=0)
(P)
充电器检测@
过度充电
VDD)
OD=0
释放过度充电
通过自动充电齐慢速充电
SC451
操作状态图
典型应用电路图
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版本号：1.0
2003.10.28
SC451
士兰半导体
封装外形图
单位: mm
SOT-23-6
杭州士兰微电子股份有限公司
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版本号：1.0
2003.10.28