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X3102

数据表

2004年12月22日

FN8246.0

3节锂离子电池保护和

监控IC

在X3102是保护和监控IC，适用于电池使用

礼包包括3个系列的锂离子电池组。该

装置提供内部过充电，过放电，并

过电流保护电路，内部EEPROM存储器，

一个内部稳压器和内部驱动器电路

控制外部FET器件电池充电，放电，并

电池电压均衡。

过充电，过放电和过电流的阈值

驻留在内部EEPROM存储器寄存器中，并且

通过使用3MHz的SPI串行软件独立选择

界面。检测和超时延迟也可以是

使用外部电容器独立变化。

使用内部模拟多路复用器，该X3102允许

电池参数，如电池的电压和电流（使用

检测电阻）是由一个独立的外部监督

微控制器与A / D转换器。这个软件

微控制器实现了瓦斯超限和电池平衡

功能的软件。

该X3102包含一个电流检测放大器。可选

10 ， 25 ， 80和160的收益允许外部10位A / D

转换器来实现比更贵的更好的分辨率

14位转换器。

内部4k位EEPROM存储器具有IDLock ，

使设计人员能够“锁”字样的电池和分区

电池/包数据。

在X3102装在一个28引脚TSSOP封装。

特点

软件可选的保护级别和变

保护检测/解除时间

集成的FET驱动电路

电池电压和电流监测

0.5％精度的电压调节器

集成4k位EEPROM

灵活的电源管理与1μA睡眠模式

电池平衡控制

BENEFIT

优化保护选定的细胞，使

最大限度地利用包的能力。

减少元件数量和成本

简化的实现瓦斯超限的

精确的电压和电流测量

记录电池历史记录，以优化瓦斯超限，跟踪包

失败和监控系统的使用

降低功耗，延长电池寿命

增加电池容量，提高循环寿命的电池寿命

订购信息

部分

数

X3102V28

范围

6V至24V

TEMP 。 RANGE

(°C)

-20至+70

包

28 Ld的TSSOP

引脚

X3102 （ TSSOP ）

顶视图

VCELL1

CB1

VCELL2

CB2

VCELL3

CB3

VSS

VCS1

VCS2

OVT

UVT

十月

VCC

RGP

研资局

RGO

UVP / OCP

OVP / LMON

SCK

AS2

AS1

AS0

注意：这些器件对静电放电敏感;遵循正确的IC处理程序。

1-888- INTERSIL或1-888-352-6832

Intersil公司（和设计）是Intersil Americas Inc.公司的注册商标。

提及的所有其他商标均为其各自所有者的财产。

X3102

工作原理图

VCC

RGP RGC

RGO

UVP / OCP

OVP / LMON

AS0

AS1

类似物

MUX

AS2

VCELL1

CB1

VCELL2

CB2

VCELL3

CB3

VSS

过充电

过放电

保护

SENSE

电路

保护

采样率

定时器

5VDC

调节器

内部稳压器

上电复位&

状态寄存器

FET控制

电路

4千位

EEPROM

过电流

保护&

电流检测

保护电路

定时控制

& CON组fi guration

CON组fi guration

控制

SPI

I / F

SCK

VSS

VCS1

VCS2

OVT

UVT

十月

引脚名称

针

符号

VCELL1

描述

电池单元1的电压输入。

该引脚用于内部监视该电池单元的电压。个体的电压

细胞也可以在AO引脚的外部监督。

该X3102监视3的电池单元。

电池平衡FET控制输出1 。

此输出用于以执行单电池电压平衡开关的外部场效应管

控制权。此功能可用于调整单个电池电压（例如，在小区充电）。 CB1可驱动高（ VCC）

或低（VSS）来切换外部FET的ON / OFF 。

电池单元2的电压。

该引脚用于内部监视该电池单元的电压。单个电池单元的电压可以

也可以在AO引脚的外部监督。

该X3102监视3的电池单元。

电池平衡FET控制输出2 。

此输出用于以执行单电池电压平衡开关的外部场效应管

控制权。此功能可用于调整单个电池电压（例如，在小区充电）。 CB2可以驱动为高电平（ VCC）或

低（VSS）来切换外部FET的ON / OFF 。

电池3的电压。

该引脚用于内部监视每个电池单元的电压。单个电池单元的电压

还可以在销的AO外部监控。

该X3102监视3的电池单元。

电池平衡FET控制输出3 。

此输出用于以执行单电池电压平衡开关的外部场效应管

控制权。此功能可用于调整单个电池电压（例如，在小区充电）。 CB3可以驱动为高电平（ VCC）

或低（VSS）来切换外部FET的ON / OFF 。

地面上。

无连接。

地面上。

电流检测电压引脚1 。

检测电阻（R

SENSE

）连接VCS1和VCS2 （图1）之间。

SENSE

有

电阻在20MΩ至100mΩ的顺序，并用于监测电流流过电池的终端，并且保护

防止过流条件。为R两端的电压

SENSE

还可以在销的AO监测。

电流检测电压引脚2 。

检测电阻（R

SENSE

）连接VCS1和VCS2 （图1）之间。

SENSE

有

电阻在20MΩ至100mΩ的顺序，并用于监测电流流过电池的终端，并且保护

防止过流条件。为R两端的电压

SENSE

还可以在销的AO监测。

过充电检测/释放时间投入。

该引脚用于控制延迟时间（T

）相关的的检测

过充电状态（参见“过充电保护”第19页）。

过放电检测/释放时间投入。

该引脚用于控制与检测相关联的延迟时间（T

）和

发布（T

紫外线辐射

）的过放电（欠压）条件（见“过放电保护”第20页）。

过电流检测/释放时间投入。

该引脚用于控制与检测相关联的延迟时间（T

）和

发布（T

OCR

）的过流条件（见“过电流保护”第23页）。

CB1

VCELL2

CB2

VCELL3

CB3

VSS

VCS1

VCS2

OVT

UVT

十月

FN8246.0

2004年12月22日

X3102

引脚名称

（续）

针

符号

描述

模拟多路复用器的输出。

模拟输出引脚用于外部监控各种参数的电池电压。该

电压可在AO （参见“模拟多路复用器选择”第25页）进行监控是：

- 单节电池电压

- 在整个电流检测电阻电压（R

SENSE

)

该电压被放大，其增益由用户在控制寄存器中设置

（请参见第25页的“电流监控功能” ）

模拟选择引脚AS0 -AS2选择所需的电压上的AO引脚被监控。

模拟量输出选择引脚0 。

这些引脚选择哪个电压将被复用为输出AO （参见“休眠控制

第25页上的电流监控功能“，”第17页和节“ （ SLP ））

模拟量输出选择引脚1 。

这些引脚选择哪个电压将被复用为输出AO （参见“休眠控制

第25页上的电流监控功能“，”第17页和节“ （ SLP ））

模拟量输出选择引脚2 。

这些引脚选择哪个电压将被复用为输出AO （参见“休眠控制

第25页上的电流监控功能“，”第17页和节“ （ SLP ））

串行数据输入。

SI是串行数据输入管脚。所有操作码，一个字节的地址，并且数据被写入到该设备的输入端上

该引脚。

串行数据输出。

SO是推/拉串行数据输出管脚。在读周期，数据被移出该引脚。数据同步

由串行时钟的下降沿。当CS为高，所以会在高阻抗状态。

注意：

SI和SO可以被连接在一起，以形成一条线（SI / SO）。在这种情况下，与X3102所有串行数据通信是

承担了一个I / O线。这允许仅当没有发生同时读/写操作。

串行数据时钟输入。

串行时钟控制数据输入和输出的串行总线时序。操作码，地址或数据

出现在SI引脚上锁存时钟输入的上升沿，而下降沿后， SO引脚电平变化数据

的时钟输入端。

片选输入引脚。

当CS为高电平时，取消选择器件和SO输出引脚为高阻抗。 CS低

使SPI串行总线。

AS0

AS1

AS2

SCK

OVP / LMON

过充保护电压输出/负载监视器输出。

这一个销执行取决于两个功能

在X3102的操作本模式。

过充电电压保护（ OVP ）

该引脚控制电池组充电FET的开关。该功率FET是P沟道器件。这样，单元电荷是

可当OVP / LMON = V

和细胞的电荷被禁止时， OVP / LMON = V

。在这种结构中， X3102接通

切断充电电压时的电池达到过充电极限。这可防止损坏是由于在电池单元

应用程序的充电电压的时间（见“过充电保护”第19页）较长的时间。

负载监控（ LMON ）

过流保护模式下，一个小测试电流（ 7.5μA典型值）传递出这个引脚来感测负载电阻。该

测得的负载电阻确定是否从过电流保护模式的X3102返回（见

“过电流保护”第23页）。

UVP /

OCP

过放电保护输出/过电流保护输出。

销的UVP / OCP的控制通过一个电池组电池的放电

外部功率FET 。此P沟道场效应晶体管允许电池放电时的UVP / OCP = Vss的，并且防止电池放电时

UVP / OCP = VCC 。在X3102接通外部电源FET关闭X3102检测或者当：

过放电保护（ UVP ）

在这种情况下，销24被称为“过放电（欠压）保护（ UVP ） ” （见“过放电保护”

第20页）。 UVP / OCP关断场效应晶体管，以防止损坏电池单元通过被排出到过低

电压。

过电流保护（ OCP ）

在这种情况下，销24被称为“过电流保护（ OCP ） ” （见“过电流保护”第23页）。

UVP / OCP关断场效应晶体管，以防止损坏所造成的过大的漏电流（例如，作为在一个情况下的电池组

浪涌电流导致从停滞不前的磁盘驱动器）。

RGO

电压调节器的输出引脚。

该引脚为输入端，连接到一个外部PNP晶体管的集电极。在电压

该引脚为稳压的输出电压，但它也提供了反馈电压调节器和工作电压为

该设备。

电压调节器控制引脚。

该引脚连接到外部PNP晶体管的基极，并且控制晶体管导通。

稳压保护引脚。

该引脚为输入端，连接到一个外部PNP晶体管和一个外部的发射极

限流电阻器，并提供了一个电流限制电压。

电源。

该引脚提供电压FET控制，调节操作和唤醒电路。

研资局

RGP

VCC

FN8246.0

2004年12月22日

X3102

绝对最大额定值

储存温度。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 -55 125 ℃下

工作温度。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 - 4085 ℃下

直流输出电流。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 5毫安

引线温度（焊接10秒）。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 300℃

电源电压VCC。。。。。。。。。。。。。。 V

-0.5到V

+27.0V

单电池电压， V电池。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 -0.5到6.75V

端电压，V

TERM1

（引脚： SCK ， SI ， SO ， CS ， AS0 ， AS1 ，

AS2 ， VCS1 ， VCS2 ， OVT ， UVT ，华侨城， AO ）V

-0.5到V

RGO

+ 0.5V

端电压，V

TERM

（ VCELL1 ）。。。。 .V

-0.5到V

+ 1.0V

端电压V

TERM

，（所有其它引脚）。 .V

-0.5到V

+ 0.5V

推荐工作条件

商用。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 - 20 ° C至+ 70°C

电源电压范围。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 6V至24V

注意：如果运行条件超过上述“绝对最大额定值” ，可能对器件造成永久性损坏。这是一个应力只评级和操作

器件在这些或以上的本规范的业务部门所标明的任何其他条件不暗示。

DC电气规格

符号

在推荐的工作条件，除非另有说明

测试条件

民

最大

±10

-0.3

RGO

x 0.3

单位

0.4

– 0.4

0.4

– 4.0

参数

输入漏电流（ SCK ， SI ， CS ， ASO ， AS1 ， AS2 ）

输出漏电流（SO）

输入低电压（ SCK ， SI ， CS ， AS0 ， AS1 ， AS2 ）

（注1 ）

输入高电压（ SCK ， SI ， CS ， AS0 ， AS1 ， AS2 ）

（注1 ）

VOL1

VOH1

VOL2

VOH2

VOL3

VOH3

注意：

1. V

分钟。和V

最大。仅供参考，并不100 ％测试。

输出低电压（ SO ）

输出高电压（SO）

输出低电压

（ UVP / OCP ， OVP / LMON ， CB1 ， CB4 ）

输出高电压

（ UVP / OCP ， OVP / LMON ， CB1 ， CB4 ）

输出低电压（研资局）

输出高电压（研资局）

= 1.0毫安

= -0.4mA

= 100A

= -20A

= 2毫安， RGP = V

， RGO = 5V

= -20μA ， RGP = V

- 4V ， RGO = 5V

RGO

×0.7 V

RGO

+ 0.3

0.4

RGO

– 0.8

操作规范

在推荐的工作条件，除非另有说明

符号

RGO

描述

5V稳压

条件

在上电或唤醒

经过自我调整（ @ 10毫安V

RGO

电流; 25℃）下

经过自我调整（ @ 10毫安V

RGO

电流; 0-50 ° C）（注5 ）

经过自我调整（ @ 50毫安V

RGO

当前）（注5 ）

LMT

5VDC稳压限流

（注3）

Icc1

Icc2

Icc3

Icc4

Icc5

电源电流（ 1 ）

电源电流（ 2 ）

电源电流（ 3 ）

电源电流（ 4 ）

电源电流（ 5 ）

LMT

= 10

正常工作

在非易失性EEPROM写

在EEPROM中读取SCK = 3.3MHz

睡眠模式

监视模式AN2 ， AN1 ， AN0不等于0

365

民

4.5

4.97

4.95

4.90

250

1.3

0.9

250

2.5

1.2

600

4.99

典型值

（注2 ）

最大

5.5

5.01

5.02

5.00

单位

FN8246.0

2004年12月22日

X3102

操作规范

在推荐的工作条件，除非另有说明

（续）

符号

描述

条件

民

4.10

0 ℃至50 ℃的

4.15

0 ℃至50 ℃的

= 4.30V (V

OV1

， VOV0 = 1,0）

0 ℃至50 ℃的

= 4.35V (V

OV1

, V

OV0

= 1,1)

0 ℃至50 ℃的

OVR

电池过充电保护模式释放

电压阈值

电池过充电检测时间

= 0.1F

= 2.25V (V

UV1

, V

UV0

= 0,0)

= 2.35V (V

UV1

, V

UV0

= 0,1)

= 2.45V (V

UV1

, V

UV0

= 1,0)

= 2.55V (V

UV1

, V

UV0

= 1,1)

紫外线辐射

电池过放电保护模式

释放阈值

电池过放电检测时间

= 0.1F

= 200pF的

紫外线辐射

电池过放电释放时间

= 0.1F

= 200pF的

过电流模式检测

（注4 ）电压

（默认黑体）

= 0.075V (V

OC1

, V

OC0

= 0,0)

0.050

0 ° C至50℃ 0.060

= 0.100V (V

OC1

, V

OC0

= 0,1)

0.075

0 ° C至50℃ 0.085

= 0.125V (V

OC1

, V

OC0

= 1,0)

0 ℃至50 ℃的

= 0.150V (V

OC1

, V

OC0

= 1,1)

0.100

0.110

0.125

0 ° C至50℃ 0.135

过电流模式检测时间

= 0.001F

= 200pF的

OCR

过电流模式发布时间

= 0.001F

= 200pF的

OCR

负载电阻过电流模式

释放条件

释放时， OVP / LMON引脚> 2.5V

250

2.15

2.25

2.35

2.45

0.6

100

0.100

0.090

0.125

0.115

0.150

0.140

0.175

0.165

4.20

4.2

4.25

4.30

0.20

2.35

2.45

2.55

2.65

典型值

（注2 ）

最大

4.275

4.25

4.325

4.30

4.375

4.35

4.425

4.40

单位

电池过充保护电压模式

= 4.20V (V

OV1

, V

OV0

= 0,0)

（注4 ）门限

（默认黑体）

= 4.25V （ VOV1 ，V

OV0

= 0,1)

电池过放电保护模式

（注4）（ SLEEP ）阈值。

（默认黑体）

FN8246.0

2004年12月22日