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专为嵌入式系统设计的高安全性锂电池管理IC




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  电动工具与电动车市场正逐渐从既有的铅酸电池向更轻巧、容量更大的锂电池方向倾斜。为了在这些新兴的嵌入式系统中提供安全的锂电池方案,凹凸科技(O2Micro)宣布已开发出适用于5~13节锂电池应用的智能型电池管理技术。

  与手机或笔电使用的小型锂电池不同,在工业、运输领域,需要的锂电池也许不须具备精确至每1%剩余电池容量都要计算出的能力,但却必须拥有更高的安全性──这是由于在这类应用中通常需要串连多颗电池──在高电压条件下,要确保每个电池都处在平衡与安全状态,是电池管理组件的最大挑战。

  “锂电池的应用日广,手机的单节锂电池与笔电的4节锂电池是应用主力,但在5节以上的应用,目前仍是尚待开垦的新兴领域,”凹凸科技工程部副总裁高汉荣说。为此,该公司针对5~13节电池应用推出了OZ890系列单芯片智能型电池管理芯片──主要瞄准了电动工具、电动自行车甚至大型电动车/油电池合动力车等迄今仍以铅酸电池为主要应用的领域。

  “对电动自行车、电动车应用来说,传统的铅酸电池太大太笨重了,”高汉荣说。而新组件将协助运输工具更快采用可缩小体积并减少污染的锂电池。例如,在需要多达200节电池的应用中,采用可支持13节电池、最多16组堆栈连接的管理IC,便可达到208节的大型电池设计,但体积却大幅缩小。

  为确保锂电池的安全与稳定性,凹凸电子开发了BDC (bleeding on demand)技术,它能随时监控每颗电池的电压,举例来说,它可每0.5秒扫描一次所有电池的电压,工程师可自行设定如20mV或40mV的阈值,当单一电池电压高或低于这个设定阈值时,便对它充电或放电,使所有电池永远保持在均衡状态。

  此外,电池的‘正常╱异常’状态是由硬件逻辑状态机独立判定的,避免了由软件缺陷或程序错误引起的误判。该芯片同时整合了可自校准的ADC,可实现对外部物理量的精确测量,可支持LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4类型的锂离子电池,在满载模式下功耗<1.5mA;睡眠模式下功耗<50uA;休眠模式下功耗则<25uA。

  这一系列组件都具备过充、过温、过放电、过流、短路、低温保护功能,透过迅讯端口与微控制器协作,达到软硬件双重保护。在极端异常条件下,该组件将启动永久失效保护功能,以终止电池的使用。永久失效保护包今了过充永久失效、电池不均衡永久失效,以及过放电永久失效。

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