LDO充电 小型 锂 二次电池 (标称 2V~3V)

可用2.5V~3.0V的稳压器(LDO)进行恒压充电,无需特殊电池充电IC的标称电压2V~3V的锂二次电池、全固态电池已开始普及。这是便于小型IoT设备的电源和工业设备备份等的电池。

将介绍适这种充电的稳压器(LDO)和解决方案。

备注:LDO充电 锂二次电池、充电特征示例

框图 要求項目 推荐产品 特征
LDO
标称电压2-3V 用于锂二次电池充电

所需规格
输出电压: 3.0V, 2.63V, 2.60V等

其他

  • 停止充电时电池的漏电流小
XC6240 / XC6215

低功耗小型稳压器

  • CEdisable 时,VOUT引脚的灌电流小
  • 锂电池等大容量负载下稳定运行
  • 低消耗,小尺寸,适用于智能卡h≤0.33mm

输入电压: 1.5~6.0V
输出电压: 2.63V (XC6240), 0.9V~5.0V (XC6215)
输出电流: 200mA
Iq: 0.6μA
输出灌电流: 0.24μA(禁用CE时的VOUT引脚电流)

RESET
额定电压2-3V 锂二次电池
用于电压低下监控

所需规格
检测电压: 3.0V
超低电流消耗

其他

  • 适用于电池特性和LDO充电的释放电压
XC6140 / XC6136

超低功耗电压检测器

  • 100nA级对电池负担最小化
  • 适用于锂二次电池的检测电压
  • LDO开始充电时进入释放状态

输入电压: 0.4~6.0V(检测保持输入电压)
检测电压: 1.6~2.2V(XC6140), 1.2V~5.0V(XC6136)
释放电压: 2.475V(XC6140, LDO充电开始时释放), 检测电压+5%(XC6136)
Iq: 117nA@1.8V

解决方案概要

标称电压2~3V的锂二次电池和全固态电池具有以下特点,也适合于工业设备的备份用途、可穿戴设备及Smartcard等。

  • 可使用LDO进行恒压充电可能。(无需专用的高价CV/CC充电IC)
  • 耐过放电,可用于简单的放电检测
  • 因为是电池,所以能长时间维持恒定电压
    比起电压直线下降的Supercap,能更简单、有效地提取能量
  • 也有70℃、105℃等高温对应产品
  • 也有回流对应 / 热层压加工对应品

关于充电用LDO

因二次电池的大容量成为负载,所以低消耗稳压器适合于LDO。
在电路框图的电路中说明工作。

充电时

可在充电状态下使用。
充电后,电池电压短期内上升到LDO的输出电压之后,会逐渐充电。
无需满充电检测,在满充电后,一般无需关闭稳压器。

使用时

可在充电状态下使用。
VIN没有电压时,为了不白白消耗储存在二次电池中的能量,需要防止回流到VIN及使LDO处于待机状态。
在本电路框中,在用SBD防止回流的同时,通过连接到SBD阳极侧的下拉电阻,成为LDO的CE=“L”,稳压器将处于待机状态。
由此,可从二次电池将消耗电流仅抑制为稳压器VOUT引脚的微小电流。(称为“VOUT SINK电流”)

低消耗稳压器
XC6240: VOUT = 2.63V(包括温度/偏差在内 最大值 2.7V)
XC6215: VOUT = 0.9V~5.0V(0.1V步进)

电池电压监视用RESET IC

用超低消耗电压检测器监视电池电压。大致有两种用途。

电池电压下降时,控制MCU / 下一级电源IC(稳压器、降压/升压DC/DC)

电池电压下降时,将停止MCU及下一级电源IC的工作。
由此,电池电压下降时使MCU停止工作,可防止误动作。
此外,重要的是可很小抑制此后的消耗电流。
要抑制消耗电流,也有使用电压检测器的输出与Pch FET来切断电源生产线的方法。

控制系统(MCU、下一级电源IC)的工作开始

电池电压超过电压检测器的解除电压时,通过输出信号使MCU和下一级电源IC开始工作。
在使用内部阻抗高的二次电池时,使用VD可抑制由于内部阻抗与冲击电流造成系统工作及停止反复的现象。

为了抑制停止时的消耗电流使用无需上拉电阻的CMOS输出型

超低消耗电压检测器
XC6140: 检测电压 = 1.6~2.2V, 解除电压 = 2.475V(使用LDO开始充电时解除的电压)
XC6136: 检测电压 = 1.2V~5.0V, 解除电压 = 检测电压 + 5%

通过这种非常简单的电路,可制作二次电池的解决方案。
由于MCU对应低电压工作,可将标称电压2~3V的锂电池直接连接到MCU,所以已成为非常易于使用的解决方案。

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