利用DS2726在充电器反接时保护Li+电池

概述

充电器反接会损坏DS2726Li+电池保护器。有些器件引脚对负电压非常敏感，导致芯片工作不正常。DS2726的高边p沟道FET将关断，但是DS2726的一些引脚无法承受负电压。本文讨论了两种保护方法：一种是新增肖特基二极管以钳位相应引脚的电压，另一方法是提高这些引脚的阻抗以限制电流/功耗。这些简单的设计方法使DS2726能够在充电器反接的情况下不被损坏。

设计修改

参考图1所示原理图。

保护pKp引脚

pKp引脚容易暴露在充电反接电压下，典型应用电路中，这个引脚已经有一个肖特基二极管，能够防止感应冲击(出现过流)，使该引脚拉至地电位以下。唯一要修改的是提高pKp阻抗，从而限制流过肖特基二极管的电流。

10节电池使用42V充电器。60V肖特基二极管具有Vf=0.45。RpKp电压为：-42V-(-0.45V)=-41.55V。

假设使用250mW电阻：250mW=(-41.55V)²/RpKpRpKp=6.905kΩ

利用变阻器保护CCFET

下一个暴露于负压的引脚是CC，正常工作条件下，CC驱动充电控制器FET的栅极，电压摆幅达到pKp引脚电压以关断场效应管。CC引脚拉至pKp电压以下大约10V时，FET导通。由于pKp将被钳位在-0.45V，CC无法将FET打开。然而，充电控制FET只能承受±20V的栅-源电压。假如在充电控制器FET的栅极和源极之间新增变阻器V2，则可保护CCFET免于损坏。假如没有V2，栅-源电压将会达到-42V左右，这将超出FET的额定值。

变阻器在16V打开，钳制栅-源电压。CCFET电压为：-42V+16V=-26V。CC电阻两端的压降为：-26V-(-0.45V)=-25.55V。假定使用250mW电阻：250mW=(-25.55V)²/RCCRCC=1.857kΩ

更大的CC和pKp电阻会导致充电控制器FET的通/断时间增大，从而使FET打开时在线性区域停留较长时间。实际应用中这个问题并不严重，因为电流受充电器限制。

钳位SNS引脚

尽管CCFET关断，负压用途在pK+是其体二极管将会导通。使SNS出现负压，SNS是最后一个要肖特基二极管钳位的引脚。

保护FET的漏极电压是：-42V+0.6V=-41.4V。SNS引脚电压将钳位在-0.45V。SNS电阻两端的压降是-41.4V-(-0.45V)=-39.95V。

假设使用250mW电阻：250mW=(-39.95V)²/RCCRCC=6.384kΩ

比较器SNS引脚将吸收大约1µA电流：1µA×6.384kΩ=6.384mV

这将在过电流门限引入大约6.4mV的误差。假如使用额定功率更大的电阻，可以减小电阻值，从而降低这个误差。

注意：SNS端的RC滤波器时间常数会随着电阻的提高而改变。因此，电容值也要相应改变，以维持适当的时间常数。SNS的时间常数应该与RDOC和RSC时间常数相一致。假如这些引脚的时间常数不一致，会在过流门限引入额外误差。

图1.对DS2726典型应用电路进行修改，使其在充电器反接时免于损坏。

结论

DS2726Li+电池保护器经过电路修改后，能够在充电器反接时保护电池组。设计中虽然做出了一些折中考虑，但不会对保护器的整体工作性能造成影响。本应用笔记的计算假设使用额定功率为250mW的电阻。假如选择额定功率更大的电阻，可以减小电阻值。较小的阻值有助于降低对过流门限出现的误差电压，也可以减小CC通/断时间。还须注意的是，确保不要超过肖特基二极管的额定电流。