十三串电池保护芯片HTL60413AAA介绍

赛帆科技代理西安华泰第6年。

   HTL60413 是一款专用于 13 节锂电池或聚合物电池的保护芯片。 它具有高精度的电压检测电路和电流检测电路， 实现过压(OV)保护、 欠压(UV)保护、 放电过流(DOC)保护、 短路(SC)保护、 充电过流(COC)保护、 高温(OT)保护和低温(UT)保护。

HTL60413 集成了场效应管的驱动电路， 能够直接驱动 N 型的充电管和 N 型的放电管。

HTL60413 处于正常状态时消耗的电流低于 32μA， 断电状态低于 3μA。 HTL60413封装为 28 引脚的 TSSOP 封装。

特 点

 各节电池的高精度电压检测 过充电检测电压： 3.6V ~ 4.45V (步长 50mV) 精度： ±25mV(25℃) 

 过充电迟滞电压： 0.1V、 0.15V、 0.2V

 过放电检测电压： 2.0V ~ 3.0V (步长 0.1V) 精度： ±50mV(25℃)

 过放电迟滞电压： 0.1V、 0.2V、 0.3V、 0.5V 

 充电过流检测保护功能

 充电过流检测电压： -10mV ~ -50mV(步长 10mV)精度： ±5mV(25℃) -100mV ~ -250mV(步长 50mV)精度： ±10mV(25℃) 

 充电过流解除条件： 充电器移除。

 3 段放电时的过电流检测保护功能 过电流检测电压 1： 50mV ~ 200mV(步长 50mV)精度： ±10%(25℃) 

 过电流检测电压 2： 100mV、 200mV、 250mV、 300mV精度： ±10%(25℃) 

 短路检测电压： 200mV、 400mV、 500mV、 800mV精度： ±10%(25℃) 

 通过改变外接电容大小设置过充电、 过放电、 放电过流 1、 放电过流 2、 充电过流的保护延迟时间。

 放电过流或者短路解除条件： 充电器连接或者负载断开。 内置断线保护。 内置充电和放电高温、 低温保护

特 点

 低功耗的工作状态： 

正常状态： < 32μA 

 断电状态： < 3μA 

 TSSOP-28 封装

应 用

 电动自行车

 电动摩托车

 储能

HTL60413AAAYT28/R6  过充电保护：4.25

过放电保护值：2.70V

0V禁止充电 。

功能描述

1、 正常状态当所有电池的电压处于 VOVP和 VUVP之间， 放电电流低于规定值(VCS 引脚电压低于 VDOCP1)， 充电温度高于 TCUTP 且低于 TCOTP， 放电温度高于 TDUTP 且低于 TDOTP， 则HTL60413 工作在正常状态下， 充电管和放电管均开启。

2、 过充电状态当任何一节电池电压高于 VOVP且时间持续 tOVP或更长， HTL60413 的 CHC 引脚将变成高阻状态。 根据图 1， 充电管的 S 端和 G 端将被外部的电阻短接在一起， 所以充电管关闭， 从而停止充电， 这被称为过充电状态。在过充电状态时， 如果负载连接且 VCS 引脚电压高于放电检测电压 VIN_DSG， HTL60413 将立即开启充电管来避免放电电流流过充电管的寄生二极管而导致充电管过热。 过压状态解除之前， 如果负载移除， 充电管将会再次关闭。过充电状态解除条件： 当所有的电池电压变成 VOVR或者更低。

3、 过放电状态当任何一节电池电压低于 VUVP且时间持续 tUVP或更长， DHC 引脚电压变成 VSS1，放电管关闭， 从而停止放电， 这被称为过放电状态。

在过放电状态时， 如果充电器连接且 VCS引脚电压低于-2mV， HTL60413 将立即开启放电管来避免充电电流流过放电管的寄生二极管而导致放电管过热。 

过放电状态解除之前， 如果充电器移除， 放电管将会再次关闭。

当下面两种状况之一满足时过放电状态才被解除：

A、 负载移除(VMON 引脚电压低于 1.5V)， 且所有的电池电压均变为 VUVR或更高；

B、 充电器连接(VMON 引脚电压低于-0.3V)且 VCS 引脚电压低于-2mV， 同时所有的电池电压均变为 VUVP或更高。

4、 断电状态过充电状态优先于过放电状态。 在过放电状态下， 如果没有过充电情况存在且过放电状态时间持续 tUV_PD或更长， 

HTL60413 将进入断电状态。在过放电状态下， 如果过充电状况存在， HTL60413 就不会进入断电状态。 在断电状态时， VMON 引脚电压通过内部的上拉电阻被拉升至 VDD1。 在断电状态下，

HTL60413 内部几乎所有的电路停止工作， 此时 VDD1 消耗的电流为 IVDD1_PD或更低， VDD2 消耗的电流为 IVDD2_PD或更低。

 在断电状态下， CHC 引脚输出等于 VDD1 电压， DHC 引脚输出为 0V。

断电状态解除的条件： 充电器连接使得 VMON 引脚电压比 VDD1 低 3V 以上

5、 充电过流状态HTL60413 在充电时， 如果充电电流过大且|VCS| > |VCOCP|并持续了一段时间 tCOCP，芯片认为发生了充电过流， CHC 引脚输出高阻， 充电控制 MOS 管关断。充电过流状态被解除条件： 充电器移除使得 VMON 引脚电压比 VSS1 高 0.1V 以上。

6、 放电过流状态HTL60413 有 3 个放电过流检测级别(VDOCP1,VDOCP2&VSCP)且每个放电过流级别有相应的过流检测延迟时间(tDOCP1,tDOCP2&tSCP)。当放电电流高于规定值(VCS 引脚电压高于 VDOCP1)并且时间持续 tDOCP1 或更长， 

HTL60413 进入过流状态， DHC 引脚电压变为低电平来关断放电管，

 从而停止放电。 2级过流检测(VDOCP2)的检测机制与 1 级过流检测(VDOCP1)相同； 2 级过流检测延迟时间(tDOCP2)的检测机制与 1 级过流检测延迟时间(tDOCP1)相同。

放电过流状态被解除条件： 充电器连接或负载移除使得 VMON 引脚电压低于 1.5V。

7、 高温或低温状态正常状态下 HTL60413 每隔 tTDET时间， 周期性的检测温度， 见图 5 的温度检测时序图。

推荐使用 B 值为 3435 的 AT103 型 NTC 热敏电阻， 同时可通过改变电阻 RVTH调节各温度保护阈值。 若用 10K 电阻代替热敏电阻会导致所有温度保护都不会发生。 表 1为 RVTH+RT方式常用 RVTH阻值所对应的各温度保护点。
当电池包的温度高于 TDOTP并且状态时间持续 2 倍的 tTDET或更长， DHC 引脚电压变为低电平并且 HTL60413 的 CHC 引脚变成高阻态， 充电管和放电管均被关闭来停止充电和放电， 这被称作放电高温状态。

放电高温状态解除条件： 电池包的温度下降到 TDOTR或更低。充电状态下当电池包温度高于 TCOTP并且时间持续 4 倍的 tTDET或更长,HTL60413的 CHC 引脚变成高阻态， 充电管关闭， 从而停止充电， 这被称作充电过温保护。

 如果电池包温度继续升高超过 TDOTP并且状态时间持续 2 倍的 tTDET或更长， DHC 引脚电压变为低电平。 在充电过温保护状态下，

 如果负载连接且 VCS 引脚电压高于放电检测电压 VIN_DSG， HTL60413 将会立刻打开充电管来避免放电电流流过充电管的寄生二极管而导致充电管过热。 在充电过温状态被解除之前， 如果负载移除， 充电管将会再次被关闭。充电过温状态解除条件： 电池包温度下降到 TCOTR或更低。

当电池包的温度在放电状态下低于 TDUTP并且状态时间持续 2 倍的 tTDET或更长， DHC 引脚电压变为低电平并且 HTL60413 的 CHC 引脚变成高阻态， 充电管和放电管均被关闭来停止充电和放电， 这被称作放电低温状态。

放电低温状态解除条件： 电池包的温度上升到 TDUTR或更高。

充电状态下电池包温度低于 TCUTP 并且状态时间持续 4 倍的 tTDET 或更长， HTL60413 的 CHC 引脚变成高阻态， 充电管关闭， 从而停止充电，

 这被称为充电低温保护状态。 在充电低温保护状态下， 如果负载连接并且 VCS 引脚电压高于放电检测电压 VIN_DSG，

HTL60413 将会立刻打开充电管来避免放电电流流过充电管的寄生二极管而导致充电管过热。 在充电低温保护状态被解除之前， 如果负载移除， 充电管会被再次关闭。充电低温状态解除条件： 电池温度上升到 TCUTR或更高。

8、 0V 禁止充电功能有 0V 禁止充电功能版本， 当任何一节电池电压低于 V0VCHA， HTL60413 的 CHC引脚将变成高阻状态， 充电管关闭， 从而停止充电。没有 0V 禁止充电功能版本， 电池充电使能只要 HTL60413 电源引脚 VCC 电压高于起始充电阈值电压 VPOR， 充电管栅极控制引脚 CHC 就能够输出电流， 来开启充电管给电池包充电， 即便是其中有电池芯电压降低到 0V。

9、 断线保护功能HTL60413 芯片检测到引脚 VC1、 VC2、 VC3、 VC4、 VC5、 VC6、 VC7、 VC8、VC9、 VC10、 VC11、 VC12、 VC13 中任意一个引脚或者多个引脚与电芯的连线通路断开， CHC 引脚输出高阻态， DHC 输出低电平， 停止电池包的充放电。断线保护解除条件： 引脚 VC1、 VC2、 VC3、 VC4、 VC5、 VC6、 VC7、 VC8、VC9、 VC10、 VC11、 VC12、 VC13 到电芯的连线通路正常。注意： 引脚 VSS1 和 VSS2 与电芯的连线通路禁止断开。10、 延时设置过充电保护延迟时间(tOVP)、 温度检测周期(tTDET)、 过放电保护延迟时间(tUVP)、 过放电断电延迟时间(tUV_PD)、 1 级过流保护延迟时间(tDOCP1)和充电过流保护延迟时间(tCOCP)由连接在 DOCT1 引脚的外部电容所决定。 2 级过流保护延迟时间(tDOCP2)由连接在 DOCT2 引脚的外部电容所决定。短路检测延迟时间(tSCP)是内部固定的值， tSCP的典型值为 250μ