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CMOS IC应用手册 S-8209A系列的使用示例 Rev.1.7_01 © ABLIC Inc., 2008-2016 S-8209A系列是带电量均衡功能的电池保护用IC。本应用手册是说明有关使用S-8209A系列的具有代表性的电路连接示例的参考资料。有关产品的详情和规格，请确认该产品的数据表。使用S-8209A系列可构成以下应用电路。  2节以上的多节电池串联保护电路  带电量均衡功能的电池保护电路  使用S-8209A系列的多节电池串联保护电路 S-8209A S-8209A S-8209A 1

S-8209A系列的使用示例 CMOS IC应用手册 Rev.1.7_01 2 目录 1. 使用S-8209A系列 (无放电电量均衡功能) 的多节电池串联保护电路 ....................................................... 3 1. 1 电池保护IC的连接示例 ...................................................................................................................................... 3 1. 2 工作说明 ........................................................................................................................................................... 4 1. 2. 1 通常状态 ................................................................................................................................................... 4 1. 2. 2 禁止充电状态 ............................................................................................................................................ 5 1. 2. 3 禁止放电状态 ............................................................................................................................................ 6 1. 2. 4 充电电量均衡功能 ..................................................................................................................................... 7 1. 2. 5 延迟电路 ................................................................................................................................................... 7 1. 3 时序图 .............................................................................................................................................................. 8 1. 3. 1 过充电检测 ................................................................................................................................................ 8 1. 3. 2 过放电检测 ................................................................................................................................................ 9 1. 4 检测充电电量均衡的实际数据 ......................................................................................................................... 10 1. 4. 1 在充电电流的旁路电流比率较高时 ........................................................................................................... 10 1. 4. 2 在充电电流的旁路电流比率较低时 ........................................................................................................... 11 2. 使用S-8209A系列 (有放电电量均衡功能) 的多节电池串联保护电路 ..................................................... 12 2. 1 电池保护IC的连接示例 .................................................................................................................................... 12 2. 2 工作说明 ......................................................................................................................................................... 13 2. 3 过放电检测的时序图 ....................................................................................................................................... 14 2. 4 检测过放电电量均衡的实际数据 ..................................................................................................................... 15 3. 添加放电过电流保护功能的应用电路示例 ............................................................................................... 16 3. 1 添加放电过电流保护功能的10节串联保护电路（充放电端子分离、S-8239A系列动态“L”产品） ............... 16 3. 2 添加放电过电流保护功能的10节串联保护电路（充放电端子分离、S-8239A系列动态“H”产品） .............. 17 4. 应用电路示例 .......................................................................................................................................... 18 5. 外接元器件一览 ...................................................................................................................................... 19 6. 注意事项 ................................................................................................................................................. 21 7. 相关资料 ................................................................................................................................................. 21

CMOS IC应用手册 Rev.1.7_01 S-8209A系列的使用示例 1. 使用S-8209A系列 (无放电电量均衡功能) 的多节电池串联保护电路 S-8209A系列可以通过将CTLC、CTLD端子与其他的S-8209A系列CO、DO端子相连，构成多个串联连接电池的保护电路。 1. 1 电池保护IC的连接示例图1表示使用S-8209A系列的多节电池串联保护电路示例。 P QCO RCO3 RCO2 QDO RDO3 RDO2 RCTLC RCTLD RDO1 RDO8 RDO6 RCTLC RCTLD RCO4 RDO4 N2 N1 CO1 DO1 VDD1 CDT1 S-8209A(1) CB1 CTLC1 CTLD1 CO2 DO2 VSS1 VDD2 CDT2 S-8209A(2) CB2 CTLC2 CTLD2 CO3 DO3 VSS2 VDD3 CDT3 S-8209A(3) CB3 CTLC3 CTLD3 VSS3 P RDO9 RDO7 RCTLD0 RCTLC0 CFET DFET 备注关于各外接元器件的参数，请参阅“5. 外接元器件一览”。图1 CCDT RVDD CVDD RPASS BAT1 RCB CBFET1 RVDD CVDD RPASS BAT2 RCB CBFET2 RVDD CVDD RPASS BAT3 RCB CBFET3 注意 1. 上述参数有可能未经预告而更改。 2. 上述连接图以及参数仅供参考，并不作为保证工作的依据。请在进行充分的评价基础上设定实际的应用电路的参数。 3

S-8209A系列的使用示例 1. 2 工作说明在此说明图1中的使用S-8209A系列的多节电池串联保护电路示例的工作。 1. 2. 1 通常状态 CMOS IC应用手册 Rev.1.7_01 以下对通常状态下的工作进行说明。由于CTLC3、CTLD3端子分别被下拉至VSS3端子电位，因此当BAT3高于过放电检测电压(VDL)且低于过充电检测电压(VCU)时，S-8209A (3)变为通常状态。CO3, DO3端子均变为VSS3端子电位。由于CTLC2、CTLD2端子分别通过CO3、DO3端子被下拉至VSS3端子电位，因此当BAT2高于VDL且低于VCU时， S-8209A (2)变为通常状态。CO2、DO2端子均变为VSS2端子电位。由于CTLC1、CTLD1端子分别通过CO2、DO2端子被下拉至VSS2端子电位，因此当BAT1高于VDL且低于VCU时， S-8209A (1)变为通常状态。CO1、DO1端子均变为VSS1端子电位。通常状态下各端子的状态如表1所示。表1 CTLC端子 CTLC3 = VSS3 CTLC2 = VSS3 CTLC1 = VSS2 CTLD端子 CTLD3 = VSS3 CTLD2 = VSS3 CTLD1 = VSS2 电池的状态 VDL＜BAT3＜VCU VDL＜BAT2＜VCU VDL＜BAT1＜VCU CO端子 CO3 = VSS3 CO2 = VSS2 CO1 = VSS1 DO端子 DO3 = VSS3 DO2 = VSS2 DO1 = VSS1 通常状态下的S-8209A (1)通过外接在CO1、DO1端子上的晶体管(QCO, QDO, N1, N2)，使充电控制用FET(CFET)、放电控制用FET(DFET)均变为“ON”。因此，可以通过连接在P－P之间的充电器或负载进行充放电。 4

CMOS IC应用手册 Rev.1.7_01 1. 2. 2 禁止充电状态 S-8209A系列的使用示例以下以S-8209A (3)检测到过充电，S-8209A (2) 、(1) 处于通常状态时为例，对禁止充电状态的工作进行说明。由于充电当BAT3≥VCU时，S-8209A (3)变为过充电状态，CO3端子变为高阻抗状态。 S-8209A (2)的CTLC2端子通过CTLC端子源极电流(ICTLCH)被VDD2端子上拉。因CO3端子处于高阻抗状态，所以 CTLC2端子也随之变为VDD2端子电位。因此，当CTLC2端子电位≥CTLC端子H电压(VCTLCH)时，S-8209A (2)也变为过充电状态，CO2端子变为高阻抗状态。同样，S-8209A (1)的CTLC1端子通过ICTLCH被VDD1端子上拉。因CO2端子处于高阻抗状态，所以CTLC1端子也随之变为VDD1端子电位。因此，当CTLC1端子电位≥VCTLCH时，S-8209A (1)也变为过充电状态。在这种情况下的各端子的状态如表2所示。表2 CTLC端子 CTLC3 = VSS3 CTLC2 = VDD2 CTLC1 = VDD1 CTLD端子 CTLD3 = VSS3 CTLD2 = VSS3 CTLD1 = VSS2 电池的状态 VCU≤BAT3 VDL＜BAT2＜VCU VDL＜BAT1＜VCU CO端子 CO3 = High-Z CO2 = High-Z CO1 = High-Z DO端子 DO3 = VSS3 DO2 = VSS2 DO1 = VSS1 过充电状态的S-8209A (1)通过外接在CO1端子上的双极晶体管(QCO)使CFET变为“OFF”。在这种情况下，禁止通过连接在P－P之间的充电器进行充电。进行如上所述的工作后，可经由CO端子－CTLC端子进行通信，将过充电状态从下段(S-8209A (3))传送到上段 (S-8209A (1))。当BAT1或BAT2≥VCU时，也同样禁止进行充电。 5

S-8209A系列的使用示例 1. 2. 3 禁止放电状态 CMOS IC应用手册 Rev.1.7_01 以下以S-8209A (3)检测到过放电，S-8209A (2) 、(1) 处于通常状态时为例，对禁止放电状态的工作进行说明。由于放电当BAT3≤VDL时，S-8209A (3)变为过放电状态，DO3端子变为高阻抗状态。 S-8209A (2)的CTLD2端子通过CTLD端子源极电流(ICTLDH)被VDD2端子上拉。因DO3端子处于高阻抗状态，所以 CTLD2端子也随之变为VDD2端子电位。因此，当CTLD2端子电位≥CTLD端子H电压(VCTLDH)时，S-8209A (2)也变为过放电状态，DO2端子变为高阻抗状态。同样，S-8209A (1)的CTLD1端子通过ICTLDH被VDD1端子上拉。因DO2端子处于高阻抗状态，所以CTLD1端子也随之变为VDD1端子电位。因此，当CTLD1端子电位≥VCTLDH时，S-8209A (1)也变为过放电状态。在这种情况下的各端子的状态如表3所示。表3 CTLC端子 CTLC3 = VSS3 CTLC2 = VSS3 CTLC1 = VSS2 CTLD端子 CTLD3 = VSS3 CTLD2 = VDD2 CTLD1 = VDD1 电池的状态 BAT3≤VDL VDL＜BAT2＜VCU VDL＜BAT1＜VCU CO端子 CO3 = VSS3 CO2 = VSS2 CO1 = VSS1 DO端子 DO3 = High-Z DO2 = High-Z DO1 = High-Z 过放电状态的S-8209A (1)通过外接在DO1端子上的晶体管(QDO, N1, N2)使DFET变为“OFF”。在这种情况下，禁止通过连接在P－P之间的负载进行放电。进行如上所述的工作后，可经由DO端子－CTLD端子进行通信，将过放电状态从下段(S-8209A (3))传送到上段 (S-8209A (1))。当BAT1或BAT2≤VDL时，也同样禁止进行放电。 6

CMOS IC应用手册 Rev.1.7_01 1. 2. 4 充电电量均衡功能 S-8209A系列的使用示例在图1中，通过充电，当BAT3≥电量均衡检测电压(VBU)时，S-8209A (3)的CB3端子变为VDD3端子电位。经此工作，电量均衡控制用FET(CBFET3)变为“ON”，通过电量均衡控制用FET对流入BAT3的充电电流进行旁路。这时，如果BAT1、BAT2低于VBU，与BAT1、BAT2的充电速度相比，则BAT3的充电速度显得相对平稳。这称为充电电量均衡功能。不论哪个电池的电压达到VBU，各自相对应的电量均衡控制用FET会变为“ON”，从而调整好电量均衡。另外，由于放电，电池电压再次下降到电量均衡解除电压(VBL)以下时，S-8209A系列会使电量均衡控制用FET变为 “OFF”。注意组装如图1所示的保护电路时，在含有电压≥VBL电池的情况下，电池连接后，电量均衡控制用FET有可能变为“ON”。 1. 2. 5 延迟电路如图1所示，仅在S-8209A (1)的CDT1端子上连接延迟电容时，无论哪个电池进行检测，均可以获得几乎相同的检测延迟时间(tDET)和解除延迟时间(tREL)。 (1) 检测延迟时间 (tDET) 通过充电，当BAT3≥VCU时，由于CDT3端子上没有连接电容，经数百s左右的延迟时间后，CO3端子变为高阻抗状态，CTLC2端子变为VDD2端子电位。同样，当CTLC2端子电位≥VCTLCH时，经数百s左右的延迟时间后，S-8209A (2)的CO2端子变为高阻抗状态。由于S-8209A (1)的CDT1端子上连接有CCDT，经10.0 [M] (典型值)×0.01 [F] = 0.1 [s] (典型值)的延迟时间后， CO1端子变为高阻抗状态。进行如上所述的工作后，由于整体的延迟时间可根据S-8209A (1)的延迟时间来确定，因此，无论哪个电池进行检测，均可以获得几乎相同的检测延迟时间。 (2) 解除延迟时间 (tREL) S-8209A系列也备有解除延迟时间(tREL)，可将解除延迟时间设定为检测延迟时间的约10分之1。和检测延迟时间一样，当仅在S-8209A (1)的CDT1端子上连接延迟电容时，可获得几乎相同的解除延迟时间。 7

S-8209A系列的使用示例 CMOS IC应用手册 Rev.1.7_01 8 1. 3 时序图 1. 3. 1 过充电检测 tDET tDET tREL tREL VCU (1) VBU (1) VBL (1) VCL (1) VSS (1) VCU (2) VBU (2) VBL (2) VCL (2) VSS (2) VCU (3) VBU (3) VBL (3) VCL (3) VSS (3) VDD1 VDD2 VDD3 VSS3 P 连接充电器连接负载 VDD1 CB1 CB1 VDD1 VDD2 CB2 CB2 VDD2 VDD3 CB3 CB3 VDD3 CO1 CO2 CO3 CFET门极电压 *1 通常状态禁止充电状态通常状态 *1. 在此期间内，放电电流可经由CFET的寄生二极管流入。图2

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