2022年8月16日,2022(夏季)亚洲充电展在深圳成功举办,展会同期还举办了2022(夏季)USB PD&Type-C亚洲大会,并邀请了17位行业大咖现场与大家探讨USB PD&Type-C的应用与未来发展,为大家分享最新的第三代半导体技术以及高效率快充电源解决方案。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(1)

力生美半导体 产品应用工程经理 谢恒发表了《如何构建28~80V高精度/高压快充系统》为主题的演讲,力生美所推出的一系列高精度的多串锂电池充电芯片,具备高精度,免调试功能,让多串锂电池的充电更安全,并简化充电器锂电池充电控制设计。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(2)

针对日益增长的多串锂电池应用,一款高精度的锂电池充电控制芯片,不仅能够提升锂电池充电的安全性,还可以降低充电器在生产过程中调试带来的人工成本,支持电池充电状态指示和状态输出以及过热保护功能,并且还可以进行编程二次开发,适用于各种锂电池包或者锂电池组的AC/DC充电器应用,满足多种个性化需求。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(3)

随着USB PD3.1标准的推出,增加28V,36V,48V三档输出电压,将输出功率由100W扩展到240W,输出电流5A不变。与传统USB PD中使用DC-DC充电的路线不同,其中DC-DC电路在大功率输出下会有明显的一个损耗,同时也增加了成本。力生美采取直接AC-DC充电器的方式,由充电控制芯片来调节开关电源的输出电压,实现对锂电池组的充电。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(4)

多串锂电池具有非常广泛的应用场景,电动工具,园林工具,无线吸尘器,扫地机器人,按摩器,电动自行车,平衡车和滑板车内部都是使用的多串锂电池组,满足高压大功率的供电需求。力生美推出的充电控制芯片,可以很好的满足这些设备内置锂电池的充电需求。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(5)

在安全合格的充电器,需要确保精确的电压输出,避免锂电池出现过充而发生危险,对于空载电压精度通常需要小于1%。传统锂电池充电器采用多个电阻的组合,或者采用MCU校准输出电压。传统的解决方案生产效率较低,而改用力生美的充电芯片方案,可以大大简化充电器的生产,降低生产成本。

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以上是不同锂电池组充电方案的性能对比,其中采用千分之一精度和千分之五精度的431电压基准组合,可以达到千分之七的理论精度,这种方式的缺点是高精度电阻较贵,阻值范围有限,需要使用多颗电阻。

另外一种方式是采用可调电位器配合人工调整,需要增加额外的人工成本,调整耗时较长,电位器的可靠性也较差。还有一种方式为采用多个电阻并联,同样也有可靠性差以及生产效率较低的问题。

而使用力生美千分之五精度的芯片无需使用高精度电阻,省去电位器以及调节问题,无需MCU和431电压基准等,大大简化充电器的生产流程,无需调试,具有低温漂,高电压精度的优势。

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这是一个传统的锂电池充电器应用方案,采用MCU 358运放 431电压基准的解决方案,也是一个比较常见的做法,器件数量非常多,电路复杂,在实际生产下需要修调,并且在全温度范围下,受器件温漂问题,精度不是非常理想。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(8)

通过使用力生美高集成的锂电池充电方案,得益于芯片的高集成设计,一颗芯片直接进行充电控制,取代MCU 运放 电压基准的解决方案,外部器件也非常少。可以看到电路得到大大简化,只需一颗普通的5%电阻就可以设定电池节数,无需调试,进一步简化生产。并且支持-40~85℃宽工作温度,无需额外的校准和测试。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(9)

力生美推出的多节锂电池充电芯片产品线具有如下特点:具有0.5%的超高稳压精度,为锂电池提供坚固的最后一道防线;具有-40~85℃宽温度范围,产线免调试,无需额外的测试校准;恒压,恒流,涓流,预充,转灯以及多段充电曲线控制;芯片支持温度检测,ID握手,通讯功能,支持动态心跳模式充电。

部分型号芯片内置MCU core或者具备MCU扩展接口,支持编程,支持深度二次开发;充电芯片支持2-9节和9-20节电池应用,满足多串锂电池组应用,并且提供SOP8到SOP28封装,支持USB和私有通讯协议。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(10)

力生美本次推出的多节锂电池充电芯片产品线共有6款产品,分别为支持2~9节电池充电的LN3204A,LN3214A,LN3206x;支持9-20节电池充电的LN3304A,LN3314A,LN3306x。充电恒压精度均为0.5%,具备固定和可调恒流,其中LN3314A,LN3206x和LN3306x支持通讯和可编程能力。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(11)

LN3204A具备0.5%的免调试稳压精度,恒流限制门限为50mV,充电电流由外置电流取样电阻设定,芯片具备恒压,恒流和转灯控制,支持2~9节串联锂电池应用,支持4.1~4.4V电池电压范围,采用SOP8封装,功能全面。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(12)

LN3214A支持可调节的线损补偿,具备1%的线端免调试稳压精度,恒流限制门限为50mV,充电电流由外置电流取样电阻设定,支持2~9节串联锂电池应用,支持4.1~4.4V电池电压范围,采用SOP8封装。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(13)

LN3304A具备0.5%的免调试稳压精度,恒流和转灯门限可调。芯片具备恒压,恒流和转灯控制,支持9~20节串联锂电池应用,支持3.625~4.4V电池电压范围,采用SOP14封装,具备风扇驱动控制和过热停机保护功能。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(14)

LN3314A具备0.5%的免调试稳压精度,恒流和转灯门限可调。芯片具备恒压,恒流和转灯控制,支持9~20节串联锂电池应用,支持3.625~4.4V电池电压范围,采用SOP20封装,具备散热风扇驱动控制和过热停机保护功能,并具有MCU扩展接口,可实现控制和状态显示输出。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(15)

LN3206x具备0.5%的免调试稳压精度,恒流限制门限为50mV,充电电流由外置电流取样电阻设定,芯片具备恒压,恒流和转灯控制,15%转灯,支持2~9节串联锂电池应用,支持4.1~4.4V电池电压范围,内置MCU内核,支持可编程二次开发,采用SOP16-28封装脚位,功能全面。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(16)

LN3306x具备0.5%的免调试稳压精度,芯片具备恒压,恒流和转灯控制,恒流和转灯门限可调,支持9~20节串联锂电池应用,支持3.625~4.4V电池电压范围,内置MCU内核,支持可编程二次开发,采用SOP20-28封装脚位,功能全面,IO丰富。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(17)

图为力生美固定输出型充电芯片的输出V/I曲线,输出电压具备千分之五的精度,在充电电流达到限流值时降低输出电压,满足高精度的恒流恒压充电需求。

锂电管理芯片(这家深圳科技企业推出一系列高精度电池控制芯片)(18)

使用力生美可编程输出型充电芯片,可以支持电池的涓流充电阶段,具备恒流和恒压阶段,可以更好的保护电池,满足更高要求的应用。

充电头网总结

在本次2022(夏季)亚洲充电展上,力生美半导体分享了有关多串锂电池组的充电方案,相比传统的多串锂电池组的充电方案,具有更高精度,更高可靠性和更简化的设计,助力锂电池的安全充电应用。

充电截止电压精度对锂电池的安全充电至关重要,电池过充轻则永久损失重量,重则引发燃烧爆炸。使用宽温度范围和高电压精度的充电芯片,能够最大程度的保护锂电池,确保安全使用。

力生美本次推出的多串锂电池充电芯片,均为专用的外置锂电池充电器设计。芯片具有外围电路简洁,调试简单的优势。能够大大提升锂电池充电器的输出精度,在宽温度下保持输出精度,保护电池不会过充。内置MCU的型号,具有更多功能,可以搭配MCU使用,满足高端多功能的充电器需求。

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