BM3451TNDC-T16A

BM3451-T16 系列 专用 4 节可充电电池保护 IC BYD Microelectronics Co., Ltd. 产品概述 BM3451-T16 系列是专用 4 节可充电电池保护芯片，具有高精度、高集成度的特点，适用于电动工具、 吸尘器以及小型后备电源等。BM3451-T16 系列通过检测各节电池的电压、充放电电流以及环境温度等信息 实现电池过充、过放、放电过电流、短路、充电过电流、温度保护等保护功能，通过外置电容来调节过充、 过放、过电流保护延时。 功能特点 ⑴ 各节电池的高精度电压检测功能； ·过充电检测电压 3.6 V ~ 4.6 V 精度±25 mV（+25℃） 精度±40 mV（-40℃至+85℃） 精度±50 mV 精度±80 mV 精度±100 mV ·过充电滞后电压 0.1 V ·过放电检测电压 1.6 V ~ 3.0 V ·过放电滞后电压 0 / 0.2 / 0.4 V ⑵ 3 段放电过电流检测功能； ·过电流检测电压 1 0.025 V ~ 0.30 V (50 mV 步进) 精度±15 mV ·过电流检测电压 2 0.2 / 0.3 / 0.4 / 0.6 V ·短路检测电压 0.6V / 0.8 V ⑶ 充电过电流检测功能； 充电过电流检测电压 -0.03 /-0.05 / -0.1 / -0.15 / -0.2 V ⑷ 延时外置可调； ·通过改变外接电容大小设置过充电、过放电、过电流 1、过电流 2 检测延迟时间； ⑸ 可通过外部信号控制充电、放电状态； ⑹ 充、放电控制端子最高输出电压 12 V； ⑺ 温度保护功能； ⑻ 宽工作温度范围：-40℃~85℃； ⑼ 断线保护功能； ⑽ 低功耗； ·工作时（带温度保护） 25 μA 典型值 ·工作时（无温度保护） 15 μA 典型值 ·休眠时 6 μA 典型值 应用领域 ·电动工具 ·吸尘器 ·小型 UPS 后备电源 封装形式 ·TSSOP16 说明书 WI-D06F08-H-0052 Rev. A/1 Page 1 of 16 BYD Microelectronics Co., Ltd. BM3451-T16 系列 功能框图 VC4 + + VCC VC3 + + OR VC2 + - TOV TOVD TOC1 TOC2 - 外置 延时控制 OR + VC1 + 逻辑处理 + GND NTC TRH 温度保护 过电流 检测 VIN VM 充电器负载 检测 CO、DO 驱动输出 DO CO 图 1 说明书 WI-D06F08-H-0052 Rev. A/1 Page 2 of 16 BYD Microelectronics Co., Ltd. BM3451-T16 系列 产品选型 1. 产品命名 BM3451 XXXX -T16X 版本： A：A版本 B：B版本 T16：代表TSSOP16封装 过流2与短路 放电过流1与充电过流 过放阈值 BM3451系列产品 过充阈值 图 2 2. 产品目录 过充电 检测电 压 VDET1 过充电 解除电 压 VREL1 过放电 检测电 压 VDET2 过放电 解除电 压 VREL2 放电过 流1检 测电压 VOC1 放电过 流2检 测电压 VOC2 短路检 测电压 VSHORT 充电过 流检测 电压 VOVCC BM3451VJDC-T16A 4.300V 4.180V 2.500V 2.700V 0.100V 0.400V 0.800V -0.050V BM3451SMDC-T16A 4.225V 4.110V 2.750V 3.000V 0.100V 0.400V 0.800V -0.050V BM3451TNDC-T16A 4.250V 4.130V 2.800V 3.000V 0.100V 0.400V 0.800V -0.050V BM3451TJDC-T16A 4.250V 4.130V 2.500V 2.700V 0.100V 0.400V 0.800V -0.050V BM3451SJDE-T16A 4.225V 4.110V 2.500V 2.700V 0.100V 0.200V 0.600V -0.050V BM3451RNBE-T16A 4.200V 4.108V 2.800V 3.000V 0.050V 0.200V 0.600V -0.050V BM3451BHDC-T16A 3.650V 3.550V 2.350V 2.550V 0.100V 0.300V 0.600V -0.100V BM3451TNDE-T16A 4.250V 4.130V 2.800V 3.000V 0.100V 0.200V 0.600V -0.050V 型号/项目 表 1 说明书 WI-D06F08-H-0052 Rev. A/1 Page 3 of 16 BYD Microelectronics Co., Ltd. BM3451-T16 系列 引脚排布 VCC 1 16 VC4 TOV 2 15 VC3 TOVD 3 14 VC2 TOC1 4 13 VC1 TOC2 5 12 GND NTC 6 11 VIN TRH 7 10 DO VM 8 9 CO BM3451 Top View 图 3 引脚号 名称 描述 1 VCC 芯片的电源、电池 3 的正电压连接端子 2 TOV 接电容，用于控制过充电检测延时 3 TOVD 接电容，用于控制过放电检测延时 4 TOC1 接电容，用于控制过电流 1 检测延时 5 TOC2 接电容，用于控制过电流 2 检测延时 6 NTC 接负温度系数热敏电阻，用于温度检测 7 TRH 接电阻，用于调节高温保护温度 8 VM 过电流保护锁定、充电器及负载检测端子 9 CO 充电控制 MOS 栅极连接端子，高电平与高阻态输出，最高 12V 10 DO 放电控制 MOS 栅极连接端子，CMOS 输出，最高 12V 11 VIN 放电过电流及充电过电流检测端子 12 GND 芯片的地、电池 1 的负电压连接端子 13 VC1 电池 1 的正电压、电池 2 的负电压连接端子 14 VC2 电池 2 的正电压、电池 3 的负电压连接端子 15 VC3 电池 3 的正电压、电池 4 的负电压连接端子 16 VC4 电池 4 的正电压 表 2 说明书 WI-D06F08-H-0052 Rev. A/1 Page 4 of 16 BYD Microelectronics Co., Ltd. BM3451-T16 系列 绝对最大额定值 项目 符号 适用端子 绝对最大额定值 单位 电源电压 VCC - GND-0.3 ~ GND+30 V 各节电池电压 VCELL Vcell4、Vcell3、 Vcell2、Vcell1 GND-0.3 ~ GND+6 V VM 输入端子电压 VM VM GND-20 ~ GND+30 V DO 输出端子电压 VDO DO GND-0.3 ~ VCC+0.3 V CO 输出端子电压 VCO CO GND-20 ~ VCC+0.3 V 工作环境温度 TA - -40 ~ 85 ℃ 贮存温度 TSTG - -40 ~ 125 ℃ 表 3 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。一旦超过此额定值，有可能造成产品 劣化等物理性损伤。 电气特性 （除特殊说明外：TA=25℃） 目 符号 测试条件*1 最小值 典型值 最大值 单位 电源电压 VCC - 5 - 30 V 正常功耗 IVCC V1=V2=V3=V4=3.5V - - 25 μA 休眠功耗 ISTB V1=V2=V3=V4=2.0V - - 10 μA 保护阈值 VDET1 V1=V2=V3=3.5V V4=3.5→4.4V VDET1 -0.025 VDET1 VDET1 +0.025 V 保护延时 TOV V1=V2=V3=3.5V COV=0.1μF V4=3.5V→4.4V 0.5 1.0 1.5 s 解除阈值 VREL1 V1=V2=V3=3.5V V4=4.4V→3.5V VREL1 -0.05 VREL1 VREL1 +0.05 V 解除延时 TREL1 V1=V2=V3=3.5V V4=4.4V→3.5V 10 20 30 ms 温度系数 1 KU1 Ta= -40℃ to 85℃ -0.6 0 0.6 mV/℃ 保护阈值 VDET2 V1=V2=V3=3.5V V4=3.5V→2.0V VDET2 -0.08 VDET2 VDET2 +0.08 V 保护延时 TOVD V1=V2=V3=3.5V COVD=0.1μF V4=3.5V→2.0V 0.5 1.0 1.5 s 项 过充电 过放电 说明书 WI-D06F08-H-0052 Rev. A/1 测试 电路 1 2 Page 5 of 16 BYD Microelectronics Co., Ltd. 测试条件*1 最小值 典型值 最大值 单位 VREL2 V1=V2=V3=3.5V V4=2.0V→3.5V VREL2 -0.10 VREL2 VREL2 +0.10 V TREL2 V1=V2=V3=3.5V V4=2.0V→3.5V 10 20 30 ms 保护阈值 VOC1 V1=V2=V3=V4=3.5V V5=0V→0.12V VOC1 *85% VOC1 VOC1 *115% V 保护延时 TOC1 V1=V2=V3=V4=3.5V COC1=0.1μF V5=0V→0.12V 100 200 300 ms 解除延时 TROC1 V1=V2=V3=V5=3.5V V5=0V→0.12V→0V 100 200 300 ms 过流下拉 电阻 RVMS V1=V2=V3=V4=3.5V V5=0V→0.12V 100 300 500 kΩ 温度系数 2 KU2 Ta= -40℃ to 85℃ -0.1 0 0.1 mV/℃ 保护阈值 VOC2 V1=V2=V3=V4=3.5V V5=0V→0.5V VOC2 *80% VOC2 VOC2 *120% V 保护延时 TOC2 V1=V2=V3=V4=3.5V COC2=0.1μF V5=0V→0.5V 10 20 30 ms TROC2 V1=V2=V3=V4=3.5V V5=0V→0.5V→0V 100 200 300 ms 保护阈值 VSHORT V1=V2=V3=V4=3.5V V5=0V→1.2V 保护延时 TSHORT V1=V2=V3=V4=3.5V V5=0V→1.2V→0V 100 300 600 μs 保护阈值 VOVCC V1=V2=V3=V4=3.5V V5=0V→-0.2V VOVCC -0.015 VOVCC VOVCC +0.015 V TOVCC V1=V2=V3=V4=3.5V V5=0V→-0.2V 10 20 30 ms CO RCO 正常态，Co 为”H” (12V) 3 5 8 kΩ 5 正常态，Do 为”H” (12V) 3 5 8 DO RDO 保护态，Do 为”L” kΩ 6 0.20 0.35 0.50 解除阈值 过放电 解除延时 过流 2 测试 电路 符号 项目 放电过流 1 BM3451-T16 系列 解除延时 短路 充电过流 保护延时 输出电阻 VSHORT *80% VSHORT VSHORT *120% 2 3 V 4 表 4 *1：以上测试条件均以锂电参数参考设计，其他档位参数根据实际电压调整。 说明书 WI-D06F08-H-0052 Rev. A/1 Page 6 of 16 BYD Microelectronics Co., Ltd. BM3451-T16 系列 工作说明 1. 过充电 电池充电且 VIN >VOVCC 即未发生充电过流时，只要 VC1、(VC2-VC1)、(VC3-VC2)、(VC4-VC3)中任意 电压值高过 VDET1 并持续了一段时间 TOV，芯片即认为电池包中出现了过充电状态，CO 由高电平变为高 阻态，被外接电阻下拉至低电平，将充电控制 MOS 管关断，停止充电。 满足下面两个条件之一即可解除过充电状态： ⑴ 所有电芯的电压都低于 VREL1 并持续 TREL1； ⑵ VM>100mV（接入负载），电池电压低于 VDET1 并持续 TREL1。 2. 过放电 电池放电且 VIN< VOC1 即未发生放电过流时，只要 VC1、(VC2-VC1)、(VC3-VC2)、(VC4-VC3)中任意电 压值低于 VDET2 并持续了一段时间 TOVD，芯片即认为电池包中出现了过放电状态，DO 由高电平变为低电 平，将放电控制 MOS 管关断，停止放电，此时芯片进入休眠模式。 满足下面两个条件之一即可解除过放电状态（休眠状态） ： ⑴ VM=0 且所有电芯的电压都高于 VREL2 并持续 TREL2； ⑵ VM TOC2 > TSHORT。过电流保护时 DO 被锁定为低电平，断开负载即可解除 锁定。 4. 延时设置 过充电延时，过放电延时由下述公式计算（单位：s） ：Tov = 107 x COV ；Tovd = 107 x COVD 放电过电流 1 延时由下述公式计算（单位：s） ：Toc1 = 2 x 106 x COC1 放电过电流 2 延时由下述公式计算（单位：s） ：Toc2 = 2 x 105 x COC2 5. 充电过电流 在充电时，如果充电电流过大且 VIN