發布日期 : 2023年3月10日 / 最近更新 : 2023年4月6日

可用2.5V~2.7V的穩壓器(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、全固態電池已開始普及。這是便於小型IoT設備的電源和工業設備備份等的電池。

將示例適這種充電的穩壓器(LDO)的介紹和解決方案示例。

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 用於Li二次電池LTO充電

所需規格
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

低功耗小型穩壓器

  • CEdisable 時,VOUT引腳的灌電流小
  • 鋰電池等大容量負載下穩定運行
  • 低消耗,小尺寸,適用於智能卡h≤0.33mm

輸入電壓: 1.5V~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
用於電壓低下監控

所需規格
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

  • 適用於電池特性和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
  • 適用於鋰二次電池的檢測電壓
  • LDO開始充電時進入釋放狀態

輸入電壓: 0.4V~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電池具有以下特點,也適合於工業設備的備份用途、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,可用於簡單的放電檢測
  • 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

關於充電用LDO

因二次電池的大容量成為負載,所以低消耗穩壓器適合於LDO。

充電時

可在充電狀態下使用。
充電後,電池電壓短期內上升到LDO的輸出電壓之後,會逐漸充電。
無需滿充電檢測,在滿充電後,一般無需關閉穩壓器。

使用時

可在充電狀態下使用。
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處於待機狀態。
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”,穩壓器將處於待機狀態。
由此,可從二次電池將消耗電流僅抑製為穩壓器VOUT引腳的微小電流。(稱為“VOUT SINK電流”)

低消耗穩壓器
 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)

電池電壓監視用RESET IC

用超低消耗電壓檢測器監視電池電壓。大致有兩種用途。

電池電壓下降時,控製MCU / 下一級電源IC(穩壓器、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。由此,電池電壓下降時使MCU停止工作,可防止誤動作。此外,重要的是可很小抑製此後的消耗電流。要抑製消耗電流,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。

控製係統(MCU、下一級電源IC)的工作開始

電池電壓超過電壓檢測器的解除電壓時,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可抑製由於內部阻抗與衝擊電流造成係統工作及停止反複的現象。

為了抑製停止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,可製作二次電池的解決方案。
由於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,所以已成為非常易於使用的解決方案。