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面向硅负极电池应用,南芯科技推出高精度单电池智能保护芯片SC5617E ...

2025-6-12 15:59| 发布者: 闪电| 查看: 1| 评论: 0

摘要: 近年来,电池技术不断突破,从手机上就能看出端倪,像三四年前的手机容量普遍在4000多mAh左右,而最近出的手机可在体积不变的情况下,电池容量飙升到7000多mAh,这得益于硅负极电池技术的突破。硅负极电池凭借其高达 ...

近年来,电池技术不断突破,从手机上就能看出端倪,像三四年前的手机容量普遍在4000多mAh左右,而最近出的手机可在体积不变的情况下,电池容量飙升到7000多mAh,这得益于硅负极电池技术的突破。硅负极电池凭借其高达 4200mAh/g 的理论比容量,是当今提升设备续航能力的关键技术路径。诸多领域也开始采用这个领域的技术来提升设备续航。

但如今的很多BMS解决方案还是基于石墨负极电池设计的保护方案,在面对功率密度更高但工作电压范围更宽的硅负极电池时显得有些捉襟见肘。多数 BMS 芯片按照常规石墨电池的欠压点关机,会导致硅负极电池低压区的部分可用能量浪费,而如果直接把欠压点调低,则可能产生电池鼓包等安全风险。

南芯SC5617E

SC5617E是南芯科技针对硅负极电池特性推出的全新单节锂电池智能保护芯片,这款芯片集成了高精度电流/电压检测,且可以通过 CTRL 引脚动态调节欠压点,在守护整个充放电周期安全性的同时,充分利用硅负极电池低压区的能量。从而为下游移动终端提供更高效、更安全的BMS解决方案。

相较于仅设置固定欠压关断点的传统方案,SC5617E可借助外部CTRL引脚动态调节欠压阈值,使得硅负极电池在进入低压区时依然能够安全高效放电,降低了电量浪费的风险,又避免了因欠压过低而引发的电池鼓包。此外,芯片内置多种保护逻辑,能够针对过压、欠压、放电过流、充电过流等异常状态迅速做出响应,通过控制充电与放电FET的导通或关闭,实现全方位的安全防护。

具体来说,上图为 SC5617E 典型使用电路,该芯片采用DFN6L封装,共包含七个引脚:VDD、VSS、CS、VM、CTRL、CO以及DO。芯片可通过测量 VDD 和 VSS 引脚间压降来监测电池包电压;通过外部电流采样电阻与 CS 和 VSS 引脚间压降精确测量充放电电流,并结合VM引脚检测充电器或负载的连接状态,自动切换至过压、欠压、放电过流、充电过流等保护模式。当VDD与VSS之间的电压低于可编程的欠压阈值或高于过压阈值时,芯片将分别驱动DO或CO引脚拉低,关闭对应的外部FET,以实现对单节锂电池的完整保护。

SC5617E 可在1.5 V ~ 5.5 V的供电范围内实时监测电池Pack状态,并具备非常出色的功耗表现,该芯片在正常工作模式下的静态电流仅为2.4μA,待机模式下更可降低至0.46μA,满足可穿戴设备等对超低功耗的要求。同时该芯片还可通过外部控制引脚 CTRL,智能控制芯片进入不同的工作模式。

SC5617E提供两组控制功能:

  • A 组:动态过放调压模式 + 运输模式 + 产线测试模式
  • B 组:充电关闭模式

运输模式下,芯片通过关闭放电环节,将静态功耗降至80nA,从而最大限度减少电池在运输过程中的自放电流失;在充电关闭模式下,可屏蔽充电功能,适用于折叠屏手机等需要并联充电的场景;在产线测试模式下,则可同时禁用充放电,可用于产线主板功耗测试。这些灵活可配的控制选项,使SC5617E能够根据不同应用场景的需求精细化调节,兼顾安全与效率。

SC5617E还支持对电流与电压采样信号进行高分辨率处理,芯片能精确捕捉电池包的工作状态变化,及时识别过压过流等潜在风险,有效提升设备的稳定性与安全性。同时,当与南芯科技家族中的其他保护芯片(如支持零伏禁充允充功能的SC5617A、SC5617F)组合使用时,用户可针对更复杂的多串电池方案或极端工况场景进行系统级定制,进一步扩展电源管理的应用边界。


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