可用2.5V~2.7V的穩(wěn)壓器(LDO)進行恒壓充電,無需特殊電池充電IC的標稱電壓2.2V~2.4V的鋰二次電池、全固態(tài)電池已開始普及。這些電池可用作小型IoT設備的電源和工業(yè)設備的備用電池。
本文將介紹適用于這種充電方式的穩(wěn)壓器(LDO),并舉例說明解決方案。
電路框圖
備注:LDO充電 鋰二次電池、充電特征示例
框圖 | 要求項目 | 推薦產品 | 特征 |
---|---|---|---|
LDO 標稱電壓2.2-2.4V 用于Li二次電池LTO充電 |
所需規(guī)格 輸出電壓:2.63V, 2.60V等 其他 停止充電時電池的漏電流小 |
XC6240/XC6215 |
低功耗小型穩(wěn)壓器 CEdisable 時,VOUT引腳的灌電流小 鋰電池等大容量負載下穩(wěn)定運行 低消耗,小尺寸,適用于智能卡h≤0.33mm 輸入電壓:1.5~6.0V 輸出電壓:2.63V (XC6240), 0.9V~5.0V (XC6215) 輸出電流:200mA Iq: 0.8μA 輸出灌電流: 0.24μA(禁用CE時的VOUT引腳電流) |
RESET 標稱電壓2.2~2.4V Li二次LTO電池 用于電壓低下監(jiān)控 |
所需規(guī)格 檢測電壓: 2.0V 釋放電壓:充電開始時的釋放電壓 超低電流消耗 其他 適用于電池特性和LDO充電的釋放電壓 |
XC6140/XC6136 |
超低功耗電壓檢測器 100nA級對電池負擔最小化 適用于鋰二次電池的檢測電壓 LDO開始充電時進入釋放狀態(tài) 輸入電壓:0.4~6.0V(檢測保持輸入電壓) 檢測電壓: 1.6~2.2V(XC6140), 1.2V~5.0V(XC6136) 釋放電壓: 2.475V(XC6140, LDO充電開始時釋放), 檢測電壓+5%(XC6136) Iq: 117nA@1.8V |
解決方案概要
標稱電壓2.2~2.4V的鋰二次電池和全固態(tài)電池具有以下特點,適用于工業(yè)設備的備份用途、可穿戴設備及Smartcard等。
可使用LDO進行恒壓充電可能。(無需專用的高價CV/CC充電IC)
耐過放電,可用于簡單的放電檢測
因為是電池,所以能長時間維持恒定電壓
比起電壓直線下降的Supercap,能更簡單、有效地提取能量
也有70℃、105℃等高溫對應產品
也有回流對應 / 熱層壓加工對應品
關于充電用LDO
因二次電池的大容量成為負載,所以低消耗穩(wěn)壓器適合于LDO。
充電時
可在充電狀態(tài)下使用。
充電后,電池電壓短期內上升到LDO的輸出電壓之后,會逐漸充電。
無需滿充電檢測,在滿充電后,一般無需關閉穩(wěn)壓器。
使用時
可在充電狀態(tài)下使用。
VIN沒有電壓時,為了不白白消耗儲存在二次電池中的能量,需要防止回流到VIN及使LDO處于待機狀態(tài)。
在本電路框中,在用SBD防止回流的同時,通過連接到SBD陽極側的下拉電阻,成為LDO的CE=“L”,穩(wěn)壓器將處于待機狀態(tài)。
由此,可從二次電池將消耗電流僅抑制為穩(wěn)壓器VOUT引腳的微小電流。(稱為“VOUT SINK電流”)
低消耗穩(wěn)壓器
XC6240: VOUT= 2.63V(包括溫度/偏差在內 最大值 2.7V)
XC6215: VOUT= 0.9V~5.0V(0.1V步進)
電池電壓監(jiān)測用RESET IC
用超低消耗電壓檢測器監(jiān)測電池電壓。大致有兩種用途。
電池電壓下降時,控制MCU / 下一級電源IC(穩(wěn)壓器、降壓/升壓DC/DC)
電池電壓下降時,將停止MCU及下一級電源IC的工作。因此,電池電壓下降時使MCU停止工作,可防止發(fā)生故障。
此外,重要的是可很小抑制此后的消耗電流。
要抑制消耗電流,也有使用電壓檢測器的輸出與Pch FET來切斷電源生產線的方法。
控制系統(tǒng)(MCU、下一級電源IC)的工作開始
電池電壓超過電壓檢測器的釋放電壓時,通過輸出信號使MCU和下一級電源IC開始工作。
在使用內部阻抗高的二次電池時,使用VD可抑制由于內部阻抗和浪涌電流造成系統(tǒng)反復運行和停止的現(xiàn)象。
為了降低停止運行時的消耗電流,使用無需上拉電阻的CMOS輸出型。
超低消耗電壓檢測器
XC6140: 檢測電壓 = 1.6~2.2V, 解除電壓 = 2.475V(使用LDO開始充電時解除的電壓)
XC6136: 檢測電壓 = 1.2V~5.0V, 解除電壓 = 檢測電壓 + 5%
通過這種非常簡單的電路,可制作二次電池的解決方案。
由于MCU對應低電壓工作,可將標稱電壓2.2~2.4V的鋰電池直接連接到MCU,所以已成為非常易于使用的解決方案。
關于特瑞仕半導體株式會社
特瑞仕半導體株式會社(總公司:東京、東證第一部: 6616)從 1995年設立以來,作為國內唯一的模擬電源IC的專業(yè)廠家,以「Powerfully Small」為產品制造追求的目標,提供增加客戶產品的附加值的世界最小級的高效率模擬電源IC以及可以加快客戶產品開發(fā)的電源設計方案。
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原文標題:【工業(yè)設備/IoT應用方案】LTO充電 小型 鋰二次電池(標稱2.2V~2.4V)
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