LV51130T - ON Semiconductor

注文コード No. N A 1 2 2 7 A
データシート No.NA1227 をさしかえてください。
LV51130T
CMOS集積回路
リチウムイオン2次電池
2cell用保護IC
http://onsemi.jp
概要
LV51130Tは、リチウムイオン2次電池 2cell用保護ICである。
特長
・各cell毎の監視機能
・高い検出電圧精度
・ヒステリシスキャンセル機能
・放電電流監視機能
・低消費電流
・0V充電機能
過充電、過放電を検出し、充放電を制御
過充電検出精度 ±25mV
過放電検出精度 ±100mV
過充電検出後、負荷が接続された場合には、
過充電検出電圧のヒステリシスが小さくなる
過電流、負荷短絡、過大充電器電圧を検出し、
過大な充放電電流を抑制
通常動作時
typ 6.0μA
スタンバイ時 max 0.2μA
cell電圧が0Vになっても、VDD－V-間に電圧を与えることにより
充電が可能
絶対最大定格/Ta=25℃
項目
記号
条件
定格値
unit
電源電圧
VDD
－0.3～＋12
V
入力電圧
V-
VDD－28～VDD＋0.3
V
Cout端子電圧
Vcout
VDD－28～VDD＋0.3
V
Dout端子電圧
Vdout
VSS－0.3～VDD＋0.3
V
170
mW
充電器マイナス電圧
出力電圧
許容損失(単体)
Pd max
動作周囲温度
Topr
－30～＋85
℃
保存周囲温度
Tstg
－40～＋125
℃
最大定格を超えるストレスは、デバイスにダメージを与える危険性があります。最大定格は、ストレス印加に対してのみであり、推奨動作条件を超えての機能
的動作に関して意図するものではありません。推奨動作条件を超えてのストレス印加は、デバイスの信頼性に影響を与える危険性があります。
Semiconductor Components Industries, LLC, 2013
November, 2013
81011HKPC 一部変 /60408MSPC 20080522-S00003 No.A1227-1/8
LV51130T
電気的特性/Ta=25℃ (特に条件指定が無い場合)
項目
動作入力電圧
記号
条件
Vcell
VDD－VSS間電圧
0Vセル充電最低動作電圧
Vmin
VDD－VSS=0～VDD－V-間電圧
過充電検出電圧
Vd1
過充電復帰電圧
Vr1
min
typ
max
1.5
unit
10
V
1.5
V
4.325
4.350
4.375
V
Ta=0～45℃ ※1
4.315
4.350
4.385
V
V-≦Vd3
4.100
4.150
4.200
V
V-＞Vd3
4.250
4.360
V
過充電検出遅延時間
td1
VDD－Vc=3.5V→4.5V,
Vc－VSS=3.5V
0.5
1.0
1.5
s
過充電復帰遅延時間
tr1
VDD－Vc=4.5V→3.5V,
Vc－VSS=3.5V
20.0
40.0
60.0
ms
過放電検出電圧
Vd2
2.20
2.30
2.40
V
過放電復帰ヒステリシス電圧
Vh2
10.0
20.0
40.0
mV
過放電検出遅延時間
td2
VDD－Vc=3.5V→2.2V,
Vc－VSS=3.5V
50
100
150
ms
過放電復帰遅延時間
tr2
VDD－Vc=2.2V→3.5V,
Vc－VSS=3.5V
0.5
1.0
1.5
ms
過電流検出電圧
Vd3
VDD－Vc=3.5V,Vc－VSS=3.5V
0.28
0.30
0.32
V
過電流復帰ヒステリシス電圧
Vh3
VDD－Vc=3.5V,Vc－VSS=3.5V
5.0
10.0
20.0
mV
過電流検出遅延時間
td3
VDD－Vc=3.5V,Vc－VSS=3.5V
10.0
20.0
30.0
ms
過電流復帰遅延時間
tr3
VDD－Vc=3.5V,Vc－VSS=3.5V
0.5
1.0
1.5
ms
短絡検出電圧
Vd4
VDD－Vc=3.5V,Vc－VSS=3.5V
1.0
1.3
1.6
V
短絡検出遅延時間
td4
VDD－Vc=3.5V,Vc－VSS=3.5V
0.125
0.250
0.500
ms
過大充電器検出電圧
Vd5
VDD－Vc=3.5V,Vc－VSS=3.5V
(V-)－VSS間電圧
－0.60
－0.45
－0.30
V
過大充電器復帰
Vh5
VDD－Vc=3.5V,Vc－VSS=3.5V
25.0
50.0
100.0
mV
スタンバイ復帰電圧
Vstb
VDD－Vc=2.0V,Vc－VSS=2.0V VDD×0.4 VDD×0.5 VDD×0.6
(V-)－VSS間電圧
V
過大充電器検出遅延時間
td5
VDD－Vc=3.5V,Vc－VSS=3.5V
※2
0.5
1.5
3.0
ms
過大充電器復帰遅延時間
tr5
VDD－Vc=3.5V,Vc－VSS=3.5V
0.5
1.5
3.0
ms
復帰抵抗(VM－VDD)
RDD
過充電検出時
100
200
400
kΩ
復帰抵抗(VM－VSS)
RSS
過電流もしくは短絡検出時
15
30
60
kΩ
Cout Nch ON電圧
VOL1
IOL=50μA,VDD－Vc=4.4V,
Vc－VSS=4.4V
0.5
V
Cout Pch ON電圧
VOH1
IOL=50μA,VDD－Vc=3.9V,
Vc－VSS=3.9V
Dout Nch ON電圧
VOL2
IOL=50μA,VDD－Vc=2.2V,
ヒステリシス電圧
VDD－0.5
V
0.5
V
Vc－VSS=2.2V
Dout Pch ON電圧
VOH2
IOL=50μA,VDD－Vc=3.9V,
Vc－VSS=3.9V
VDD－0.5
V
Vc入力電流
Ivc
VDD－Vc=3.5V,Vc－VSS=3.5V
0.0
1.0
μA
消費電流
IDD
VDD－Vc=3.5V,Vc－VSS=3.5V
6.0
13.0
μA
スタンバイ電流
Istb
VDD－Vc=2.2V,Vc－VSS=3.5V
0.2
μA
T端子入力ON電圧
Vtest
VDD－Vc=3.5V,Vc－VSS=3.5V VDD×0.4 VDD×0.5 VDD×0.6
※1 上限の目標設定値であり未測定である。
※2 過放電時の充電器接続時は、過放電復帰後からの遅延時間である。
V
No.A1227-2/8
LV51130T
外形図
unit:mm (typ)
3245B
Pd max -- Ta
200
3.0
170
8
100
0.5
3.0
4.9
150
68
1
2
(0.53)
50
0.65
1.1MAX
0.125
0
-30 -20
0
20
40
60
80
100
0.08
(0.85)
0.25
SANYO : MSOP8(150mil)
ピン配置図
Dout
T
8
7
1
2
VDD Cout
Vc Sense
6
3
V-
5
4
Top view
VSS
端子機能
端子番号
端子記号
端子説明
1
VDD
VDD端子
2
Cout
過充電検出出力端子
3
V-
充電器マイナス電位入力端子
4
VSS
VSS端子
5
Sense
Sense端子
6
Vc
中間電位入力端子
7
T
検出時間短縮用端子
8
Dout
(「H」:短縮モード,「L」or「Open」:通常モード)
過放電検出出力端子
No.A1227-3/8
LV51130T
ブロック図
Sence
5
VDD
1
+
-
+
+
-
Vc 6
td5,tr5
2 Cout
td1,tr1
+
-
td2,tr2
8 Dout
+
+
-
td3,tr3
+
-
4
VSS
3
V-
td4
7
T
No.A1227-4/8
LV51130T
機能説明
過充電検出
どちらか一方のセル電圧が過充電検出電圧以上になった時は、過充電検出遅延時間後にCout端子を
「L」にし、外付けNch MOS FETをOFFさせて、それ以上の充電を停止させる。この遅延時間は内部
のカウンタにより設定される。
過充電を検出するコンパレータはヒステリシス機能を備えている。ただし、過充電検出後に負荷を
接続することにより、そのヒステリシスはキャンセルされ、コンパレータ固有のヒステリシスへと
小さくなる。
過充電検出後は、誤動作を防止するために過電流検出は行わない。ただし、短絡検出は可能である。
過充電復帰
充電器を接続した状態で、両方のセル電圧が過充電復帰電圧(VM≦Vd3)以下になるか、負荷接続を
行った時に両方のセル電圧が過充電検出電圧(VM＞Vd3)以下であった場合は、内部カウンタで設定
された過充電復帰遅延時間後にCout端子は「H」に復帰する。
負荷接続を行った時に、どちらか一方のセル、もしくは両方のセル電圧が過充電検出電圧
(VM＞Vd3)以上であった時はCout端子は「H」に復帰しないが、Cout端子の外付けNch MOS FETの寄
生ダイオードを介して負荷電流が流れることにより各セル電圧が過充電復帰電圧(VM＞Vd3)以下に
なると過充電復帰遅延時間後にCout端子は「H」に復帰する。
ただし、後述する様に電圧の高い充電器を接続した場合には過充電復帰後に過大充電器検出に入っ
てしまうため、Cout端子は「H」に復帰しない。
過放電検出
どちらか一方のセル電圧が過放電検出電圧以下になった時は、過放電検出遅延時間後にDout端子を
「L」にし、外付けNch MOS FETをOFFさせて、それ以上の放電を停止させる。この遅延時間は内部
のカウンタにより設定される。
過放電検出後はスタンバイ状態に入り、ICの消費電流をほぼ0Aに抑える。また検出後、V-端子は
VDD端子に200kΩで接続される。
過放電復帰
過放電からの復帰は充電器の接続によってのみ行われる。過放電検出後、充電器を接続することに
より、V-端子電圧がスタンバイ復帰電圧以下になると、即座にスタンバイ状態から復帰し、セル電
圧監視を開始する。両方のセル電圧が過放電検出電圧以下の場合にはDoutピンの外付けFETの寄生
ダイオード経由で充電され、充電により、両方のセル電圧が過放電検出電圧以上になると、内部カ
ウンタで設定された過放電復帰遅延時間後にDout端子は「H」に復帰する。
過電流検出
電池に大きな放電電流が流れ、外付けNch MOS FETのON抵抗によりV-電位が上昇し、過電流検出電
圧以上になると、過電流状態とみなし、過電流検出遅延時間後にDout端子を「L」にし、外付けNch
MOS FETをOFFさせて、回路に大電流が流れることを防ぐ。この遅延時間は内部のカウンタにより設
定される。検出後、V-端子はVSSに30kΩで接続される。また、過電流検出後はスタンバイ状態にな
らない。
短絡検出
もっと大きな放電電流が流れ、V-端子電圧が短絡検出電圧以上になると、過電流検出遅延時間より
短い短絡検出遅延時間後に短絡検出状態となる。短絡検出状態では、過電流検出同様にDout端子を
「L」にし、外付けNch MOS FETをOFFさせて、回路に大電流が流れることを防ぐ。検出後、V-端子
はVSSに30kΩで接続される。また、短絡検出後はスタンバイ状態にならない。
過電流/短絡復帰
過電流・短絡検出後には、V-端子とVSS端子との間に内蔵された復帰抵抗(typ.30kΩ)が有効になり、
過電流・短絡検出後に負荷が開放されオープン状態になると、V-端子電圧はVSS端子電圧に引かれ
る。その後、V-端子電圧が過電流検出電圧以下まで低下した時点で過電流・短絡検出状態から復帰
することとなり、内部カウンタで設定された過電流復帰遅延時間後にDout端子は「H」に復帰する。
No.A1227-5/8
LV51130T
過大充電器検出・復帰
充電器接続により、V-端子・VSS間の電位差が過大充電器検出電圧以下になると、一定の遅延時間後
にCout端子を「L」にし、外付けNch MOS FETをOFFさせて、充電できないようになる。検出遅延時間
中に、V-端子・VSS間電位差が過大充電器検出電圧以上に戻れば、過大充電検出動作は中止される。
また、過大充電器が検出された後、V-端子・VSS間電位差が過大充電器検出電圧以上になれば、ある
一定時間後にCoutは「H」に復帰する。この検出・復帰の遅延時間は内部で設定されている。
Dout端子が「L」の場合には、Dout端子の外付けNchFETの寄生ダイオードを介しての充電になり、
その場合はV-端子・VSS間電位差が－Vfとなり過大充電器検出電圧以下となるので過放電・過電流・
短絡検出中では過大充電器検出は行わない。
また、過放電電池に過大な充電器を接続した場合には、Dout端子は「L」となっている間は過大充
電器検出は行わないが、寄生ダイオードを介しての充電で電池電圧が過放電検出電圧まで上昇し
Dout端子が「H」となった後もV-端子・VSS間の電位差が過大充電器検出電圧以下であれば、Dout端
子「H」後から遅延動作を開始する。
0Vｾﾙの充電
セル電圧が0Vであっても、VDD・V-間に0Vセル充電最低動作電圧以上の電位差が発生すると、Cout
端子が「H」を出力し充電が可能となる。
テスト時間短縮機能
T端子をVDD電位にすることにより、カウンタで設定されている各種遅延時間をカットすることがで
きる。T端子が「L」であれば通常の時間設定となる。カウンタで設定されていない遅延時間はこの
端子では制御できない。また、負荷短絡時など大電流によるGND変動による誤動作を防止するため、
T端子はVSS端子とショートしておくことを推奨する。
検出重複時の動作
重複状態
過充電検出時
過放電検出
検出重複時の動作
検出後の状態
過充電検出が優先される。過充
先に過充電検出した時はV-は開放
電検出後も過放電状態が継続さ
される。過充電検出後に過放電検
れた場合、過放電検出が再開さ
出した時はスタンバイ状態になら
ない。ただし、V-はVDDに200kΩで
れる。
接続される。
過電流検出
(※1)並行して検出を行うことが
(※2)先に過電流検出した時はV-は
できる。先に過電流状態に入っ
VSSに30kΩで接続される。先に過充
電検出した時はV-は開放される。
ても過充電検出は継続される。
先に過充電状態に入った時は過
電流検出は中断される。
過放電検出時
過充電検出
過電流検出
過放電検出は中断され、過充電
過充電検出後に過放電検出した時
検出が優先される。過充電検出
後も過放電状態が継続された場
はスタンバイ状態にならない。但
し、V-はVDDに200kΩで接続され
合、過放電検出が再開される。
る。
(※3)並行して検出を行うことが
(※4)先に過電流検出した時はV-は
できる。先に過電流状態に入っ
VSSに30kΩで接続されるが、後に過
放電検出されるとV-はVDDに200kΩ
ても過放電検出は継続される。
先に過放電状態に入った時には
過電流検出は中断される。
で接続され、スタンバイ状態に入
る。先に過放電検出した時はV-は
VDDに200kΩで接続され、スタンバ
イ状態に入る。
過電流検出時
過充電検出
(※1)
(※2)
過放電検出
(※3)
(※4)
(注意) 短絡検出はいつも独立して検出を行うことができる。
過大充電器検出は、過放電・過電流・短絡検出時には動作せず、それらの復帰直後から
遅延開始となる。
No.A1227-6/8
LV51130T
タイミングチャート
【Cout出力系】
Vd1
Vr1
VDD Vd2
VDD
Vd4
V-
Vd3
VSS
Vd5
VDD
Cout
td1
tr1
td2
tr2
td1
tr1
td5
tr5
V-
【Dout出力系】
Vd1
Vr1
VDD Vd2
VDD
Vd4
V-
Vd3
VSS
Vd5
VDD
Dout
td3
tr3
td4
tr3
td2
tr2
VSS
VDD
Cout
V-
No.A1227-7/8
LV51130T
応用回路例
+
R1
R4
C1
VDD
Sense
C3
T
R2
Vc
C2
VSS
LV51130T
V-
VSS
Dout
Cout
R3
−
部品
推奨値
max
unit
R1、R2
100
500
Ω
R3
2k
4k
Ω
R4
100
1k
Ω
C1、C2、C3
0.1μ
1μ
F
※この定数は特性を保証するものではない。
※上記部品以外に、電源を安定化させる目的として、十分な容量のコンデンサをできる限りIC近傍の
VDD-VSS間に挿入すること。
※T端子については、VSS接続を推奨とするが、OPENでも良い。
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(参考訳)
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PS No.A1227-8/8

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