CW1046ALJS

www.cellwise-semi.com CW1046-DS V1.3 CW1046 3~4 节电池保护 IC 功能特性           外部引脚设定选择3、4节电池保护 内置均衡功能  阈值范围 3.900V~4.250V， 50mV步进，± 30mV精度  最大2mV同一电池包内均衡精度  均衡电流通过外部电阻设置 过充电保护  阈值范围 4.175V~4.350V， 25mV步进，± 30mV精度 过放电保护  阈值范围 2.300V~3.000V， 100mV步进，± 80mV精度 过电流保护  过流检测1 阈值范围 0.050V~0.200V， 50mV步进，± 10mV精度  过流检测2 阈值范围 0.200V~0.500V， 100mV步进，± 25mV精度  短路保护 阈值0.500V、0.800V 两档可选， ± 50mV精度 充放电过温保护 过流保护后自动回复 电池剩余容量指示LED 低功耗设计  工作状态 20A (25°C)  休眠状态 0.5A (25°C) 封装形式：SSOP24 基本描述 CW1046系列产品是一款高度集成的3~4串锂 离子电池或锂聚合物电池保护芯片。CW1046为电 池包提供过充、过放、过流和过温保护；均衡功能 可以消除电池包中各节电池的容量差异，使电池组 高效工作并延长寿命。 应用领域     电动工具 电动自行车 后备电源 锂离子及锂聚合物电池包 © 2016-2017 Cellwise Microelectronics 1 CW1046 典型应用电路 P+/CH+ 1N4148 200R 200R 3 CB4 LED3 22 4 VC3 LED2 21 5 CB3 LED1 20 6 VC2 VM 19 7 CB2 CO 18 8 VC1 DO 17 9 CB1 VINI 16 10 REG CDT 15 VSS CIT 14 RCOT RDOT Led1 20k 23 20k LED4 0.1F 68R*3 200R BAT1 VC4 0.1F 68R*3 200R BAT2 24 Led2 68R* 200R BAT3 VDD 0.1F 3 BAT4 SEL1 2 Led3 Led4 200R 1 20k 1F 20k 20k 1F CW1046 0.1F 68R*3 20k 1F 11 13 0.1F NTC 10k/B=3435*2 1k 1.9k*2 1k 0.1F 3.5k*2 SW-LED 12 0.1F 1k 1k 2M 5mR*1 Discharge FET Charge FET CH-/P- *1 采样电阻，根据实际需要过流保护值进行调整 *2 放电高温保护值为 75°C，充电高温保护值为 55°C，可根据实际需求进行调整，电阻建议选用 1%精度 *3 根据实际均衡电流需求进行调整，但需要注意散热情况 2 © 2016-2017 Cellwise Microelectronics CW1046 产品选择指南 CW1046 X X X X 封装形式，S: SSOP24 参数类型，从 A 到 Z 电池类型，L:代表锂离子电池 功能和版本信息，从 A 到 Z 产品目录 产品型号 过充阈值 [VOC] 过充延时 [TOC] 过充回复 [VOCR] 过放阈值 [VOD] 过放解除 [VODR] 均衡启动 [VBAL] CW1046ALAS 4.225V 1s 4.100V 2.700V 3.000V 4.050V CW1046ALBS 4.250V 1s 4.150V 2.700V 3.000V 4.100V CW1046ALJS 4.225V 1s 4.100V 2.700V 3.000V 4.050V CW1046ALLS 4.200V 1s 4.100V 2.500V 3.000V 4.050V 产品型号 过流 1 阈值 [VEC1] 过流 2 阈值 [VEC2] 短路阈值 [VSHR] 放电状态 检测端子 CW1046ALAS 0.100V 0.200V 0.500V VINI CW1046ALBS 0.100V 0.200V 0.500V VM CW1046 ALJS 0.100V 0.200V 0.500V VM CW1046 ALLS 0.100V 0.200V 0.500V VM © 2016-2017 Cellwise Microelectronics 3 CW1046 引脚排列图 1 SEL VDD 24 2 VC4 LED4 23 3 CB4 LED3 22 4 VC3 LED2 21 5 CB3 LED1 20 6 VC2 VM 19 CO 18 7 CB2 8 VC1 DO 17 9 CB1 VINI 16 10 REG CDT 15 11 VSS CIT 14 RCOT RDOT 13 12 4 CW1046 编号 名称 引脚描述 1 SEL 3、4 串电池选择端子 2 VC4 电池 4 正极连接端子 3 CB4 电池 4 均衡控制端子 4 VC3 电池 3 正极连接端子 5 CB3 电池 3 均衡控制端子 6 VC2 电池 2 正极连接端子 7 CB2 电池 2 均衡控制端子 8 VC1 电池 1 正极连接端子 9 CB1 电池 1 均衡控制端子 10 REG 电源输出端口，使用 1F 电容连接到 VSS 11 VSS 芯片接地端子，连接电池 1 负极 12 RCOT 充电过温检测电阻连接端子 13 RDOT 放电过温检测电阻连接端子 14 CIT 过电流延时设置端子 15 CDT 过放电延时设置端子 16 VINI 过电流检测端子 17 DO 过放电保护输出端子 18 CO 过充电保护输出端子，开漏输出，驱动 NMOS 19 VM P- 端电压检测 20 LED1 LED1 驱动输出和 LED 显示开关 21 LED2 LED2 驱动输出 22 LED3 LED3 驱动输出 23 LED4 LED4 驱动输出 24 VDD 芯片电源，连接电池组最高电位；若 4 串电池，则为电池 4 正端 © 2016-2017 Cellwise Microelectronics CW1046 绝对最大额定值 引脚 描述 范围 单位 VDD 电源电压 VSS-0.3~VSS+30 V SETX 电池串数选择端子电压 VSS-0.3~VSS+30 V LEDX 电量显示驱动端子电压 VSS-0.3~VSS+30 V REG 内部输出电源端子电压 VSS-0.3~VSS+5.5 V RCOT, RDOT 温度检测端子电压 VSS-0.3~VSS+5.5 V CIT,CDT 延时检测端子电压 VSS-0.3~VSS+5.5 V VCX 电池输入引脚电压 VSS-0.3~VSS+30 V CBX 均衡端子电压 VSS-0.3~VSS+30 V VINI 电流检测端子电压 VSS-0.3~VSS+30 V VM VM 端子输入电压 VDD-30~VDD+0.3 V CO CO 端子输出电压 VDD-30~VDD+0.3 V DO DO 端子输出电压 VSS-0.3~VDD+0.3 V T1 工作温度 -30~85 °C T2 存储温度 -40~125 °C 注意：绝对最大额定值是指无论在任何条件下都不能超过的额定值。如果超过此额定值，有可能造成产 品损伤。 © 2016-2017 Cellwise Microelectronics 5 CW1046 电气特性 除特殊说明外 T=25°C 项目/参数 描述 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 18 V 30 A 电源 VDD 供电电压范围 IOPR 正常工作电流 VC1=VC2=VC3=VC4= 3.7V 20 休眠电流 VC1=VC2=VC3=VC4= 2.0V 0.5 ISLEEP 4 A 电压、温度检测和保护阈值 VOC*1 过充检测电压 VC1=VC2=VC3= 3.7V VC4=3.7→4.5V VOC0.030 VOC VOC+ 0.030 V VOCR 过充解除电压 VC1=VC2=VC3= 3.7V VC4=4.5→3.7V VOCR0.050 VOCR VOCR+ 0.050 V VOD 过放检测电压 VC1=VC2=VC3= 3.7V VC4=3.7→2.0V VOD0.080 VOD VOD+ 0.080 V VODR 过放解除电压 VC1=VC2=VC3= 3.7V VC4=2.0→3.7V VODR0.100 VODR VODR+ 0.100 V VEC1 过流 1 检测电压 VC1=VC2=VC3=VC4= 3.7V VINI=0→0.15V VEC10.010 VEC1 VEC1+ 0.010 V VEC2 过流 2 检测电压 VC1=VC2=VC3=VC4= 3.7V VINI=0→0.3V VEC20.025 VEC2 VEC2+ 0.025 V VSHR 短路检测电压 VC1=VC2=VC3=VC4= 3.7V VINI=0→0.6V VSHR0.050 VSHR VSHR+ 0.050 V VLOAD 负载检测电压 VCHARGE VSLP 0.3 充电器检测电压 0 休眠检测电压 TCOT*2 充电过温检测温度 TCOTR 充电过温保护解除 迟滞温度 TDOT*2 放电过温检测温度 TDOTR 放电过温保护解除 迟滞温度 V VDD/5 VDD=14.4V TCOT 2 TCOT V TCOT +2 5 VDD=14.4V TDOT 2 TDOT V °C °C TDOT +2 5 °C °C 延迟时间 TOC 0.8 1 1.2 s TRESET 过充保护重置延时 10 ms TOCR 过充保护解除延时 200 ms TOD 过放保护延时 TODR 过放保护解除延时 TEC1 过流 1 保护延时 TEC2 过流 2 保护延时 TSHORT 6 过充保护延时 短路保护延时 CDT 连接 0.1F 电容 0.8 1 1.2 s 200 ms CIT 连接 0.1F 电容 1 s CIT 连接 0.1F 电容 100 ms 300 s © 2016-2017 Cellwise Microelectronics CW1046 TECR*3 过流解除延时 200 ms TSLP 休眠延时 TCOT 充电过温保护延时 160 ms TCOTR 充电过温保护解除 延时 160 ms TDOT 放电过温保护延时 160 ms TDOTR 放电过温保护解除 延时 160 ms 32 64 s 均衡 VBAL*4 均衡启动电压 VBAL 0.030 VBAL VBAL + 0.030 V VDIFF*5 均衡相对误差 -0.002 0 0.002 V 低压禁止充电阈值 VLV 低压禁止充电阈值 1.3 V CO 逻辑高电平输 出电压 VDD V DO 逻辑高电平输 出电压 VDD V DO 逻辑低电平输 出电压 VSS V LEDx*7 LED 逻辑高电平输 出电压 VDD V CB2*8 CB2 均衡端子逻辑 高输出 VC2 V CB2*8 CB2 均衡端子逻辑 低输出 VC1 V REG REG 输出 引脚输出电压 CO*6 DO VDD=14.4V 3.5 4 4.5 V 引脚驱动能力 CO CO 端子输出电流 DO DO 端子输出电流 CO 端子逻辑高电平 150 A CO 端子逻辑低电平 -- A DO 端子逻辑高电平 150 A DO 端子逻辑低电平 -150 A *1 详细保护阈值选择，请参阅产品目录 *2 取决于不同电阻网络的设定，且不同温度阈值的设定只可应用在充放电异口的电路中 *3 所有过电流保护（包括过流 1，过流 2 和短路保护）恢复延迟时间均为 200ms *4 VBAL 是不同 IC 间均衡的精度 *5 VDIFF 是同一 IC 内均衡的精度，如 CELL1 和 CELL2 的均衡开启电压 *6 CO 端和 PRE 端的输出低电平为高阻态 *7 从 LED1 至 LED4 输出参数均相同 *8 从 CB1 至 CB4 输出均和 CB2 类似，其中 CB1 输出低电平为 VSS © 2016-2017 Cellwise Microelectronics 7 CW1046 原理框图 SEL VDD 电源 VC4 LED4 CB4 LED3 过充比较 VC3 LED驱动 CB3 VC2 LED2 LED1 MUX VM 过放比较 CO 逻辑控制 CB2 驱动 CB1 DO 驱动 VC1 均衡控制 VSS VINI 过流比较 RCOT RDOT 8 延时 温度检测 CDT CIT © 2016-2017 Cellwise Microelectronics CW1046 功能描述 正常状态 当所有电池电压都在过充检测电压（VOC）和过放检测电压（VOD）之间，且 VINI 端子电压在过流检测 电压（VEC1）以下时，CW1046 处于正常工作状态。 过充电状态 正常状态下，任意一节电池电压高于过充检测电压（VOC），且超过过充保护延迟时间（TOC），CO 输出高阻态关断充电MOSFET，CW1046进入过充保护状态。 在过充保护延迟时间（TOC）内，若所检测的电池电压低于过充检测电压（VOC）的时间超过过充重置 延时（TRESET），则过充累积的延迟时间（TOC）会被重置。否则，电池电压的下降就会被认为是无关的 干扰从而被屏蔽。 过充电保护解除条件： 1. 所有电池电压处于过充解除电压（VOCR）以下且超过过充解除延迟时间(TOCR)。 2. VM 端电压大于负载检测电压（VLOAD）且所有电池电压都低于过充检测电压（VOC）。 过放电状态 正常状态下，任意一节电池电压低于过放保护电压（VOD），且超过过放保护延迟时间（TOD），DO 输 出低电平关断放电 MOSFET，CW1046 进入过放保护状态。 过放电保护解除条件： 1. VM 处于休眠检测电压（VSLP）和充电器检测电压（VCHARGE）之间。所有电池电压高于过放解除电 压（VODR）且维持超过过放解除延时（TODR）。 2. VM 电压小于充电器检测电压（VCHARGE）且所有电池都高于过放保护电压（VOD）。 休眠状态 CW1046 进入过放保护状态，并超过休眠延迟时间（TSLP），则 CW1046 进入休眠状态。DO 保持低 电平，CO 保持高阻态，维持充放电 MOSFET 的关断状态。 休眠状态解除条件： VM 电压处于休眠检测电压（VSLP）电压以下。 过电流状态 CW1046 内置三级过流检测，过流 1，过流 2 和短路保护。 保护机制：通过 VINI 端子检测主回路上检流电阻的压降，来判断是否进行相应的过流保护。 以过流 1 为例，放电电流跟随外部负载变化，VINI 端子检测到检流电阻上的电压大于过流 1 保护阈值 (VEC1)并维持超过过流 1 保护延迟时间(TEC1)，DO 输出低电平关断放电 MOSFET。CW1046 进入过流保护 状态。 过流解除条件： VM 电压小于 VDD/2，且超过过流回复延迟时间(TECR)，过流保护解除。 均衡功能 CW1046 均衡功能用来均衡电池组中各节电池容量。 当电池包某一节电池电压高于均衡启动电压（VBAL），而其他电池电压低于均衡启动电压（VBAL） 时，均衡开启，外置放电回路导通。当开启放电回路的电池电压降至均衡启动电压（VBAL）以下时，或者 所有电池都高于均衡启动电压（VBAL）时，均衡关闭。CW1046 可以最多同时开启四路均衡。 CW1046 在电池过充保护后，电池外置均衡放电回路仍然继续工作，当所有电池电压均低于过充解除 电压（VOCR）时，CW1046 打开 CO 端 MOSFET，电池继续充电。如此循环直至所有电池电压都在平衡 启动电压（VBAL）之上。 © 2016-2017 Cellwise Microelectronics 9 CW1046 低压禁止充电 CW1046 提供电池低电压禁止充电功能。 即任意一节电池电压低于低电禁止充电阈值（VLV）时，CO 输出高阻态关断充电 MOSFET，即使连 接充电器，也无法给电池包充电。 延迟时间设置 延迟时间是指 CW1046 从检测到电压达到设定的保护阈值至 CW1046 驱动 CO 或 DO 端子输出高低 电平的时间。 CW1046 的过流 1、过流 2 以及过放电保护可以通过外部电容来设置延迟时间。 温度保护 CW1046 通过 NTC 电阻来检测外部温度变化，实现温度保护功能。NTC 电阻的阻值会随着温度的变 化而变化，若 RCOT（或 RDOT）端子检测到的电压达到芯片内部比较阈值，且维持充电过温保护延时 TCOT（或 TDOT）时间，充电（或放电）过温保护触发。 充电过温保护后，充电 MOSFET 关断；放电过温保护后，充放电 MOSFET 会同时关断。 当温度下降，幅值超过充电（或放电）过温解除迟滞温度 TCOTR（或 TDOTR），且时间达到充电（或 放电）过温解除延时 TCORT（或 TDOTR）后，过温保护解除。 过温阈值设置步骤 1． 选择 NTC 电阻； 2． 确定充电过温保护阈值，如：50°C； 3． 根据 NTC 电阻的曲线图，找到 50°C 对应的电阻值，如 3.5k； 4． 使用相对应的电阻连接至 RCOT 引脚，即 3.5k； 5． 放电过温保护设置使用相同的方法，但电阻需连接至 RDOT 端子； 6． 详细电路请参考应用电路，通过选择电阻来设定合适的保护温度 CW1046 使用一个 NTC 来达到不同的充电过温和放电过温阈值设定。 CW1046 可选充电低温保护，设置方式与过温保护一致。选择充电低温保护功能后，充电过问和放电 过温保护只能选用一个温度阈值。 电池节数选择 SEL 是电池串联数选择端子，可以通过它来选择电池串联数量。SEL 连接至 VDD，CW1043 应用于 4 串电池保护，SEL 端子连接至 VSS，应用于 3 串电池保护。 电量指示 CW1046 提供 4 颗 LED 灯的电池包电量显示功能。电量显示功能是通过芯片 VDD 端电压来换算电池 包剩余电量。 电量指示功能通过外置开关进行触发，按下外置开关，4 颗 LED 灯显示当前电池包剩余电量，松开开 关后 LED 灯维持显示状态 2s，然后熄灭。 10 © 2016-2017 Cellwise Microelectronics CW1046 封装图和封装尺寸 SSOP24 Package D 0.25 A A3 A2 h C θ A1 b c E b1 Base Metal Section B-B b e B With Plating B MILLIMETER SYMBOL MIN NOM MAX A -- -- 1.75 A1 0.10 0.15 0.25 A2 1.30 1.40 1.50 A3 0.60 0.65 0.70 b 0.23 -- 0.31 b1 0.22 0.25 0.28 c 0.20 -- 0.24 c1 0.19 0.20 0.21 D 8.55 8.65 8.75 E 5.80 6.00 6.20 E1 3.80 3.90 4.00 e 0.635BSC h 0.30 -- 0.50 L 0.50 -- 0.80 L1 θ 1.05REF 0 -- 8° © 2016-2017 Cellwise Microelectronics 11 CW1046 版本履历 日期 版本 修改项目 2016-08-31 1.0 V1.0 说明书发布 2017-02-17 1.1 修改之前错误的引脚说明 2017-03-29 1.2 修改均衡启动[VBAL]说明书错误 2017-11-21 1.3 增加 CW1046ALBS 声明 赛微微电子公司为提高产品的可靠性、功能或设计，保留对其做出变动的权利，恕不另行通知。对于本 文描述的任何产品和电路应用中出现的问题，赛微微电子公司不承担任何责任；不转让其专利权下的任何 许可证，也不转让其他权利。 若无赛微微电子公司总裁正式的书面授权，其产品不可作为生命支持设备或系统中的关键器件。 具体如下： 1. 生命支持器件或系统是指如下的设备或系 2. 关键器件是指生命支持设备或系统中，由 统：（a）用于外科植入人体，或（b）支 于该器件的失效会导致整个生命支持设备 持或维持生命，以及即使依照标示中的使 或系统的失效，或是影响其安全性及使用 用说明进行正确操作，但若操作失败，仍 效果。 将对使用者造成严重的伤害。 12 © 2016-2017 Cellwise Microelectronics