TI的锂离子电池充电保护集成电路UCC3957

6．过电压保护与智能放电特性
如果某一电池充电电压超过正常过充电阀值电位，则充电FET晶体管VT1关断，以防止电池过充电。关断一直保持到该电池电压降低到过充电阀值电位。在大多数保护电路设计中，在该过电压保护带（在正常值∽过充电阀值之间，或反之，在过充电阀值∽正常值之间），充电FET晶体管VT1一直处于保护的完全关断工作状态，此时放电电流必须通过充电FET晶体管VT1的体二极管，该二极管的压降高达1V，从而在充电FET晶体管VT1内产生极大的功耗，消耗宝贵的电池功率。

UCC3957具有独到的智能放电特性，它可使充电FET晶体管VT1对放电电流导通（仅对放电而言）而仍然处于过电压回差范围之内。这样就大大减少了充电FET晶体管VT1上的功耗。这一措施是通过采样流经电流检测电阻RSENES上的电压降来完成的，如果这个电压降超过15mV(0.025Ω电流检测电阻对应0.6A的放电电流)，则充电FET晶体管VT1再次导通。此例中，若20mW的FET晶体管，其体二极管电压降为1V，对应为1A负载，则VT1的功耗由1W降至0.02W。

7．过电流保护
UCC3957采用二级过电流保护模式保护电池组的过充电电流和电池组短路，当电流检测电阻RSENSE（接在引脚AN4与引脚BATLO之间）上的电压降超过某一阀值电位时，过电流保护进入打嗝儿保护工作模式。在这一工作模式时，放电FET晶体管VT2周期性地关断与导通，直到故障排除。一旦故障排除，UCC3957自动恢复正常工作。

为了适应大的容性负载，UCC3957有两个过电流阀值电压，对应每一阀值电压可以设定不同的延迟时间。这种二级过电流保护既可对短路提供快速的响应，又可使电池组承受一定的浪涌电流。这样可防止由于滤波电容较大而引起不必要的过电流误保护动作。

第一级过电流保护阀值电位为150mV，对应0.025Ω的电流检测电阻，过电流阀值为6A。如果峰值放电电流持续时间超过该值所设定的时间（由接在CDLY1和地之间的电容设定），UCC3957进入打嗝儿保护工作模式。打嗝儿保护工作模式时的占空比约为6%，即关断时间大约是导通时间的17倍。

第二级过电流阀值电位为375mV，对应0.025Ω电流检测电阻，过电流阀值为15A。如果峰值放电电流超过该电位值所设定的时间（由接在CCDLY2和地之间的电容设定），UCC3957进入打嗝儿保护工作模式，并且占空比一般小于1%。而关断时间tOFF仍然由接在CCDLY1与地之间的电容决定。这一技术大大地降低了短路时FET晶体管VT2上的功耗，从而降低了对FET晶体管VT2的使用要求。

当CDLY1=0.022μF时，则对应第一级过电流的（当电流大于6A而小于15A时）导通时间tON大约为大约10ms，关断时间tOFF大约为160ms，占空比为5.9%；当电流超过15A时如果不用CDLY2，则第二级过电流保护的占空比为0.1%；如果CDLY2取22PF时，则对应的导通时间为800μs，占空比为0.5%。

4.2 UCC3957的典型应用电路

采用UCC3957的4节电池组的典型保护电路如图4所示。

图4中，VR₁和R₂用于当充电器开路充电电压过高时，保护充电FET晶体管VT1。在该应用电路中，短路时放电FET晶体管VT2关断，由于电池组输出的分布电感，这时的会产生一个电压的负突变；这一负突变会超过放电FET晶体管VT2的耐压值，这一负突变也会损坏UCC3597。图4中的VD1对这一负突变箝位以保护放电FET晶体管VT2，C5应直接置于电池组的顶端和底端。

由于当放电过电流保护时，放电FET晶体管VT2产生的负电压过充电与的大小有关，而与放电FET晶体管VT2的导通和关断驱动脉冲的上升、下降时间有关。故图4中用R3、C5、R4来控制的大小。