富满微电子集团股份有限公司
SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD.
TC2120(文件编号:S&CIC0927)
双节锂电池保护 IC
概述
TC2120系列IC,内置高精度电压检测电路和延时电路,是用于2节串联锂离子/锂聚合物可再充电电池的保
护IC。 此系列IC适合于对2节串联可再充电锂离子/锂聚合物电池的过充电、过放电和过电流进行保护。
特点
D
C
TC2120全系列IC具备如下特点:
(1)高精度电压检测电路
1
2
过充电检测电压VCUn(n=1,2)
4.10V~4.50V
精度 ±25mV
过充电释放电压VCRn(n=1,2)
3.90V~4.30V
精度 ±50mV
过放电检测电压VDLn(n=1,2)
2.00V~3.00V
精度 ±80mV
过放电释放电压VDRn(n=1,2)
2.30V~3.40V
精度 ±100mV
放电过流检测电压
(可选择)
充电过流检测电压
(可选择)
精度±30mV
负载短路检测电压
1.0V (固定)
精度±0.4V
(2)各延迟时间由内部电路设置(不需外接电容)
过充电检测延迟时间
典型值1000ms
过放电检测延迟时间
典型值110ms
放电过流检测延迟时间
典型值10ms
充电过流检测延迟时间
典型值7ms
负载短路检测延迟时间
典型值250μs
(3)低耗电流
工作模式
典型值5.0μA ,最大值9.0μA(VDD=7.8V)
休眠模式
最大值0.1μA(VDD=4.0V)
(4)连接充电器的端子采用高耐压设计(CS端子和OC端子,绝对最大额定值是33V)
(5)允许向0V电池充电功能
(6)宽工作温度范围:-40℃~+85℃
(7)小型封装:SOT-23-6
(8)TC2120 系列是无卤素绿色环保产品
3
产品应用
2节串联锂离子可再充电电池组。
2节串联锂聚合物可再充电电池组。
封装脚位及功能说明
封装外形图
B
6
5
4
序号
符号
1
OD
5
放电控制用MOSFET门极连接端子
OC 充电控制用MOSFET门极连接端子
CS 过电流检测输入端子,充电器检测端子
VC 电池1负极、电池2正极连接端子
VDD 正电源输入端子,电池1正极连接端子
6
VSS
2
3
4
1
2
SOT23-6
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3
说明
接地端,负电源输入端子,电池2负极连接端子
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双节锂电池保护 IC
产品目录
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
充电过流检
测电压
向 0V 电
池充电
功能
VCUn
VCRn
VDLn
VDRn
VDIP
VCIP
V0CH
TC2120-BB
4.35±0.025V
4.15±0.05V
2.30±0.08V
3.00±0.1V
200±30mV
-210±30mV
允许
TC2120-CB
(A 档)
4.28±0.025V
4.08±0.05V
2.90±0.08V
3.00±0.1V
200±30mV
-210±30mV
允许
TC2120-CB
(B 档)
4.32±0.025V
4.08±0.05V
2.90±0.08V
3.00±0.1V
200±30mV
-210±30mV
允许
TC2120-DB
(A 档)
4.28±0.025V
4.08±0.05V
2.25±0.08V
2.95±0.1V
200±30mV
-210±30mV
允许
TC2120-DB
(B 档)
4.32±0.025V
4.08±0.05V
2.25±0.08V
2.95±0.1V
200±30mV
-210±30mV
允许
TC2120-HB
4.40±0.025V
4.18±0.05V
3.00±0.08V
3.10±0.1V
200±30mV
-210±30mV
允许
TC2120-LB
4.225±0.025V
4.10±0.05V
2.50±0.08V
3.00±0.1V
200±30mV
-170±30mV
允许
TC2120-FB
4.30±0.025V
4.10±0.05V
2.90±0.08V
3.00±0.1V
200±30mV
-230±50mV
允许
TC2120-NB
4.28±0.025V
4.08±0.05V
2.80±0.08V
3.00±0.1V
200±30mV
-230±50mV
允许
参数
型号
功能框图
1
2
3
振荡 器
VDD
D
计数 器
V DD
过充 电检 测器1
短路 检测 器
过放 电检 测器1
放电 过流 检测器
控制 逻辑
VC
过充 电检 测器2
VSS
C
充电 过流 检测器
CS
过放 电检 测器2
VSS
V SS
VSS
CO
DO
B
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双节锂电池保护 IC
绝对最大额定值(VSS=0V,Ta=25°C
,除非特别说明)
项目
符号
规格
单位
VDD 和 VSS 之间输入电压
VDD
VSS-0.3~VSS+10
V
OC 输出端子电压
VOC
VDD-33~VDD+0.3
V
OD 输出端子电压
VOD
VSS-0.3~VDD+0.3
V
CS 输入端子电压
VCS
VDD-33~VDD+0.3
V
工作温度范围
TOP
-40~+85
℃
储存温度范围
TST
-40~+125
℃
容许功耗
PD
250
mW
电气特性(VSS=0V,Ta=25°C
项目
,除非特别说明)
符号
条件
最小值
典型值
最大值
单位
VDD-VSS工作电压
VDSOP1
—
1.5
—
10
V
VDD-CS工作电压
VDSOP2
—
1.5
—
33
V
工作电流
IDD
VDD=7.8V
—
5.0
9.0
uA
休眠电流
IPD
VDD=4.0V 注 1
—
—
0.1
uA
过充电检测电压n(*1)
VCUn
4.1~4.5V,可调整
VCUn -0.025
VCUn
VCUn +0.025
V
过充电释放电压n(*1)
VCRn
3.9~4.3V,可调整
VCRn -0.05
VCRn
VCRn +0.05
V
过放电检测电压n(*1)
VDLn
2.0~3.0V,可调整
VDLn -0.08
VDLn
VDLn +0.08
V
过放电释放电压n(*1)
VDRn
2.3~3.4V,可调整
VDRn -0.10
VDRn
VDRn +0.10
V
放电过流检测电压
VDIP
VDIP -30
VDIP
VDIP +30
mV
负载短路检测电压
VSIP
0.6
1.0
1.4
V
输入电压
耗电流
检测电压
VDD-VSS=7.0V
延迟时间
过充电检测延迟时间
TOC
700
1000
1300
ms
过放电检测延迟时间
TOD
70
110
150
ms
放电过流检测延迟时间
TDIP
6
10
14
ms
充电过流检测延迟时间
TCIP
4
7
10
ms
负载短路检测延迟时间
TSIP
150
250
400
μs
OD端子输出高电压
VDH
VDD-0.1
VDD-0.02
OD端子输出低电压
VDL
OC端子输出高电压
VCH
OC端子输出低电压
VCL
控制端子输出电压
0.2
VDD-0.1
V
0.5
VDD-0.02
V
V
0.2
0.5
V
-
-
V
向0V电池充电的功能(允许或禁止)
充电器起始电压(允许向
0V电池充电功能)
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V0CH
允许向0V电池充电功能
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1.2
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电池电压(禁止向0V电
池充电功能)
V0IN
双节锂电池保护 IC
-
禁止向0V电池充电功能
-
0.5
V
注 1:TC2120-NB 无休眠模式
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
4
5
等物理性损伤。
应用电路图
PB+
R1
+
-
330Ω
C1
0.1uF
电池 1
R2
VC
330Ω
+
-
V DD
C2
0.1uF
电池 2
CS
V SS
OD
M1
标记
器件名称
R1
电阻
R2
OC
R3
2KΩ
M2
用途
PB-
最小值
典型值
最大值
说明
限流、稳定VDD、加强ESD
100Ω
330Ω
470Ω
*1
电阻
限流、稳定VC、加强ESD
100Ω
330Ω
470Ω
*1
R3
电阻
限流
1 kΩ
2kΩ
4kΩ
*2
C1
电容
滤波,稳定VDD
0.01μF
0.1μF
1.0μF
*3
C2
电容
滤波,稳定VDD
0.01μF
0.1μF
1.0μF
*3
M1
N-MOSFET
放电控制
-
-
-
*4
M2
N-MOSFET
充电控制
-
-
-
*5
*1、R1或R2连接过大电阻,由于芯片消耗的电流会在R1或R2上产生压降,影响检测电压精度。当充电器反接时,
电流从充电器流向IC,若R1或R2过大有可能导致VDD-VSS端子间电压超过绝对最大额定值的情况发生。
*2、R3连接过大电阻,当连接高电压充电器时,有可能导致不能切断充电电流的情况发生。但为控制充电器反接
时的电流,请尽可能选取较大的阻值。
*3、C1和C2有稳定VDD电压的作用,请不要连接0.01μF以下的电容。
*4、使用MOSFET的阈值电压在过放电检测电压以上时,可能导致在过放电保护之前停止放电。
*5、门极和源极之间耐压在充电器电压以下时,N-MOSFET 有可能被损坏。
工作说明
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双节锂电池保护 IC
正常工作状态
此IC持续检测连接在VDD与VC端子之间电池1的电压、连接在VC与VSS端子之间电池2的电压,以及CS与
VSS端子之间的电压差,来控制充电和放电。当电池1和电池2的电压都在过放电检测电压(VDLn)以上并在过充
电检测电压(VCUn)以下,且CS端子电压在充电过流检测电压(VCIP)以上并在放电过流检测电压(VDIP)以下
时,IC的OC和OD端子都输出高电平,使充电控制用MOSFET和放电控制用MOSFET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。
注意: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,连接在VDD与VC端子之间电池1的电压或连接在VC与VSS端子之
间电池2的电压,超过过充电检测电压(VCUn),并且这种状态持续的时间超过过充电检测延迟时间(TOC)时,
IC的OC端子输出电压由高电平变为低电平,关闭充电控制用的MOSFET(OC端子),停止充电,这个状态称
为“过充电状态”。
过充电状态在如下两种情况下可以释放,OC端子输出电压由低电平变为高电平,使充电控制用MOSFET
导通。
(1)断开充电器,由于自放电使电池1和电池2的电压都降低到过充电释放电压(VCRn)以下时,过充电状
态释放,恢复到正常工作状态。
(2)断开充电器,连接负载,当电池1和电池2的电压都降低到过充电检测电压(VCUn)以下时,过充电状
态释放,恢复到正常工作状态。
注意:
①进入过充电状态的电池,如果仍然连接着充电器,即使电池1和电池2的电压都低于过充电释放电压(VCRn),
过充电状态也不能释放。断开充电器,CS端子电压上升到充电过流检测电压(VCIP)以上时,过充电状态才能释
放。
②当电池1或电池2的电压超过过充电检测电压(VCUn),断开充电器并连接负载,如果电池1或电池2的电压
仍不能降低到过充电检测电压(VCUn)以下,此时放电电流通过充电控制用MOSFET的寄生二极管流过,当电池
1和电池2的电压都降低到过充电检测电压(VCUn)以下时,OC端子输出电压由低电平变为高电平,使充电控制
用MOSFET导通。
③当电池1或电池2的电压超过过充电检测电压(VCUn),但在过充电检测延迟时间(TOC)之内,电池1和电
池2的电压又降低到过充电检测电压(VCUn)以下,则此时不进入过充电保护状态。
④OC端子高电平是上拉到VDD端子,OC端子低电平是下拉到CS端子。
过放电状态及休眠状态
正常工作状态下的电池,在放电过程中,连接在VDD与VC端子之间电池1的电压或连接在VC与VSS端子之
间电池2的电压,降低到过放电检测电压(VDLn)以下,并且这种状态持续的时间超过过放电检测延迟时间(TOD)
时,IC的OD端子输出电压由高电平变为低电平,关闭放电控制用的MOSFET(OD端子),停止放电,这个状态
称为“过放电状态”。
当关闭放电控制用MOSFET后,CS由IC内部电阻上拉到VDD,使IC耗电流减小到休眠时的耗电流值
(
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