高效均衡,释放电池组潜力,主动均衡锂电芯片汇总全解
前言
在锂电池应用中,需要将单体锂电池进行串联,组成不同电压和不同容量的电池组进行使用。电池串联在一起后,由于每节电池的自身差异,在电池使用过程中,每节电池的电压和容量是有差异的(这种差异随环境和时间越来越大)。在电池组充放电过程中,由于木桶效应,最低容量的单节电池会限制电池组的整体放电和充电,导致整体容量的缩减。
为了解决上述问题,一般在保护板或电池管理系统设计中会增加均衡功能。电阻均衡功能的加入,能够在充电时,自动为高压满电的电池放电,保持串联中电压低的电池充电,从而使电池组达到平衡。电池组中,串联的所有电池都能充满电,也能充分完全放电,实现电池组的满充满放,最大化电池组容量。
主动均衡锂电芯片
目前主流的电池均衡设计方向有两种,也就是被动均衡和主动均衡。主动均衡通过在电池组内部传输能量,将电压较高的电池能量转移到电压较低的电池,从而实现均衡,而被动均衡则是通过耗散电阻将电压较高的电池的多余能量消耗掉。
目前市面上的大多数均衡芯片都是被动均衡芯片,主动均衡芯片的优势在于能更高效地利用电池组的能量,减少能量浪费,并延长电池寿命,特别适用于大容量和高精度要求的场景。充电头网也查询各方资料,汇总出多款主动均衡锂电芯片成下表所示。
排名不分先后,按企业英文首字母排序。
ETA钰泰
钰泰ETA300x
钰泰半导体推出了ETA300x系列主动均衡系列芯片,当相邻两节或多节电池的压差达到一定值时,芯片就会通过电感转移多余能量,将电压较高电池的能量储存在电感中,并为电压较低的电池充电。
由于采用主动式的电感储能均衡,实现了高效的大电流主动均衡,并可以兼容快速充放电。ETA300x系列芯片的专利技术可以在电池充电、放电和静置阶段实现高效均衡,有效降低均衡电路带来的能量损耗。
钰泰ETA300x系列芯片采用钰泰自主的专利技术,不同于传统被动均衡技术,ETA300x系列芯片采用电感储能,从电压高的电池放电,为电压低的电池充电。
由于采用电感主动均衡方式,均衡功率更大,发热也更低,均衡时间大大缩短,均衡电流大小不再受到散热的限制。
钰泰ETA3000
ETA3000芯片在待机模式下仅消耗2μA的待机电流,芯片具有低至50mV的均衡电压精度,可以自动检测需要均衡的电池,当相邻两节电池的压差达到一定值的时候,自动进行均衡,适用于2-6节串联的电池组使用。其均衡电流支持电阻设置,最大均衡电流可达2A。
ETA3000芯片支持均衡状态指示,开关频率为1MHz,支持使用小体积电感,芯片支持电池过电压保护,欠压保护和过热保护,适用于2~6串电池系统,如:移动电源,电子烟,无人机电池等便携设备和电池备份系统。ETA3000采用SOT23-6和DFN2*2-8等小封装形式,其中DFN2*2-8封装支持使能控制和均衡状态指示。
钰泰ETA3005
ETA3005系列芯片是ETA新一代的大电流主动均衡控制芯片,在待机模式下仍然维持着超低的待机电流(2μA);芯片具有更低的均衡电压精度(10mV);可以自动检测需要均衡的电池,当相邻两节电池的压差达到一定值的时候(低至30~50mV),自动进行均衡;其均衡电流支持电阻设置,由于其MOS外置,最大均衡电流可达10A;另外,为了方便MCU的控制,增加了使能级联控制控制,使得均衡工作更加灵活、安全。
ETA3005系列芯片还集成了电池过压保护,欠压保护和过热保护等保护功能,特别适用于2-16节及以上的串联电池组使用,如:户外电源、家庭储能、电动车、电动工具等大功率多串电池储能系统。
ETA3005采用MSOP-10封装形式,封装小,外围精简。
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1、钰泰ETA300x系列主动均衡芯片,为大功率充放电保驾护航
INJOINIC英集芯
英集芯IP2305
IP2305 是一款两节串联电池均衡充电芯片,工作电压为4.5V至6V,内置 1000mA 线性充电和串并切换电路,支持锂电池和磷酸铁锂电池,可以实现给2串电池均衡充电。
IP2305可定制充电电流,最大为1A,具有完整的涓流充电(TC)、恒流(CC)和恒压(CV)充电三种充电过程;涓流充电(TC)阶段可预充电恢复完全放电的电池;恒流(CC)模式下安全地提供降压快速充电;最后阶段恒压(CV)充电模式确保安全地达到电池满容量。
IP2305 集成串并切换 MOS,单路切换 MOS的导通内阻 150 mΩ,可以把 2 串电池切换成单节电池充电;切换 MOS 的控制时序由硬件实现,切换可靠性高;
IP2305 支持两串电池压差检测,如果 2 节电压大于 30mV,就会先对电压低的电池充电,保证 2 节电池充电的均衡;
IP2305 支持一路 LED 充电状态指示引脚和两路电池状态指示引脚。当切换为对应的电池时,B1_SAT 和 B0_SAT 会对应输出高电平,用于指示当前连接电池;
IP2305 具有输入欠压保护功能,可以智能调节充电电流,自适应适配器负载能力,防止将适配器拉挂。IP2305 采用 ESOP8 封装。
总体来说,该芯片具备充电均衡功能,解决了电池配对烦恼,无需担心电池充不满,影响续航能力或因电压过充异常导致鼓包等问题,延长电池寿命。电池充电切换时序采用硬件实现,可靠性高。同时外围简单,性价比高。
英集芯IP2305与一元硬币实观大小对比。
充电头网总结
随着USB PD3.1标准的普及,越来越多的移动电源等电子设备采用多串锂电池架构,来实现高效的大功率输出,主动均衡芯片的高均衡电流,低待机功耗优势非常适合内置多串电池组的设备使用,例如移动电源、户外电源、电动车、电动工具等产品。
通过使用主动均衡芯片,能够消除传统被动均衡的电阻发热和电量消耗,通过高效的主动均衡将电量由电压高的电池搬运到电量低的电池中,高效快捷的实现电池均衡,将电池组潜力充分发挥。在大功率充放电时代,延长多串电池组的使用寿命,给消费者更好的体验!
创芯微全极耳电池保护芯片产品盘点,助力全极耳电池安全升级
前言
极耳是电芯正负极引出来的金属导电体,与电池壳体或者外部模组结构件进行连接,电流必须流经极耳才能与电池外部连接。根据极耳数量、面积差异,极耳设计可以分为单极耳、双极耳、多极耳以及全极耳等类型。
传统的单极耳设计只能沿着集流体的长度方向传输电荷,传导距离长导致内阻较大,而全极耳设计的电流传输最大距离是电极的高度而非长度,电极高度通常是电极长度的5%—20%,因此电阻相较单极耳减少了5-20倍,从而提高了传输效率,较大地提高了电池的倍率性能。
所以,由于全极耳电池卓越的性能,越来越多的电池厂商在这一领域加大研究力度,力求在技术上取得突破。当然,电池的稳定运行离不开保护芯片的支持,作为国内最早涉足锂电保护行业研发的设计公司之一,创芯微顺应这一趋势,推出了多款适用于全极耳电池的保护芯片,可有效提升全极耳电池的安全性和稳定性。
创芯微全级耳芯锂电保护芯片
充电头网已对创芯微推出的多款适用于全极耳电池的保护芯片进行了详细汇总,并整理成下表展示。该表涵盖了不同型号芯片的关键参数和性能对比,帮助用户快速了解各款产品的特点及其在不同应用场景中的优势。
接下来充电头网将会对这些芯片进行详细介绍。
创芯微CM1001-AAS
CM1001-AAS是一款单节可充电锂电池保护芯片,内置有高精度电压检测电路和延迟电路,通过检测电池的电压、电流,实现对电池的过充电、过放电、过电流保护,采用SOT23-6封装,适用于单节锂离子/锂聚合物可充电电池的保护电路。
创芯微CM1003-SCF
CM1003-SCF是一款单节可充电锂电池保护芯片,支持向0V电池充电,支持过充自恢复,内置有高精度电压检测电路和延迟电路,通过检测电池的电压、电流,实现对电池的过充电、过放电、过电流保护,采用SOT23-6封装,适用于单节锂离子/锂聚合物可充电电池的保护电路。
创芯微CM1048-ZT
创芯微CM1048-ZT是一款支持3至4串锂电池/磷酸铁锂电池的保护芯片,适用于全极耳电芯,内置有高精度电压检测电路和延迟电路,通过检测电池的电压、电流,实现对电池的过充电、过放电、过电流保护,放电过流保护延时外置电容可调,其他保护延时内置,采用TSSOP16封装。
创芯微CM1048-ZT具有20mV电池过充保护精度,支持三段放电过流保护,支持充电过流保护功能,支持电池单体接线断线保护和NTC热敏电阻断线保护功能,能够为多串锂电池组提供完善的保护功能。
创芯微CM1052-LS
创芯微CM1052-LS是一款支持5串锂电池的保护芯片,适用于全极耳电芯,内置有高精度电压检测电路和延迟电路,通过检测电池的电压、电流,实现对电池的过充电、过放电、过电流保护,放电过流保护延时外置电容可调,其他保护延时均内置,采用SOP16封装。
创芯微CM1052-LS具有25mV电池过充保护精度,支持三段放电过流保护,支持充电过流保护功能,支持电池单体接线断线保护和NTC热敏电阻断线保护功能,能够为多串锂电池组提供完善的保护功能。
创芯微CM1052-KS
创芯微CM1052-KS是一款支持5串锂电池的保护芯片,适用于全极耳电芯,与CM1052-LS相比,CM1052-KS在性能上有所提升,其中过充保护电压提高至4.35V,而过放电保护电压则降低至2.5V。该芯片内置有高精度电压检测电路和延迟电路,通过检测电池的电压、电流,实现对电池的过充电、过放电、过电流保护,放电过流保护延时外置电容可调,其他保护延时均内置,采用SOP16封装。
创芯微CM1052-KS具有25mV电池过充保护精度,支持三段放电过流保护,支持充电过流保护功能,支持电池单体接线断线保护和NTC热敏电阻断线保护功能,能够为多串锂电池组提供完善的保护功能。
创芯微CM1325-NBK
创芯微CM1325-NBK系列是一款专用于2串锂离子/磷酸铁锂电池的保护芯片,内置电池均衡功能,可通过外部电压采样电阻调节均衡电流。该芯片内置有高精度电压检测电路和电流检测电路。通过检测各节电池的电压、充放电电流及温度等信息,实现电池过充电、过放电、均衡、断线、低压禁充、放电过电流、短路、充电过电流和过温保护等功能,采用SOT23-8封装。
创芯微CM1325-LBK
创芯微CM1325-LBK系列是一款专用于2串锂离子/磷酸铁锂电池的保护芯片,与CM1325-NBK相比,CM1325-LBK在性能上有所提升,其中过充保护电压提高至4.425V,而过放电保护电压则降低至2.5V。
该芯片内置电池均衡功能,可通过外部电压采样电阻调节均衡电流。该芯片内置有高精度电压检测电路和电流检测电路。通过检测各节电池的电压、充放电电流及温度等信息,实现电池过充电、过放电、均衡、断线、低压禁充、放电过电流、短路、充电过电流和过温保护等功能,采用SOT23-8封装。
充电头网总结
全极耳电池技术的快速发展与应用,电池性能和安全性成为各大厂商追求的核心目标。在此背景下,保护芯片的作用愈发关键。创芯微顺应市场需求,推出了一系列适用于全极耳电池的保护芯片。这些芯片不仅提升了电池的安全性,还优化了电池的充放电管理和整体性能,助力全极耳电池的广泛应用。
通过创芯微的不同型号芯片,用户可以根据自身需求选择最适合的产品,从单节到多串锂电池的保护解决方案,均能够为电池提供全面的安全防护。尤其是针对多串锂电池的保护芯片,高精度电压检测和延迟电路设计可为电池管理带来了更高的可靠性和精确性,进一步提高了电池系统的稳定性和使用寿命。
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