《电子技术应用》
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NEC电子锂电池保护板功率器件

2009-01-05
作者:刘亚辉

摘 要:节能环保的锂电池应用日趋广泛。用于锂电池保护板" title="锂电池保护板" target="_blank">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" 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title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" 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title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板" title="锂电池保护板">锂电池保护板的功率器件更新也突飞猛进。针对锂电池,NEC电子使用最新工艺和封装技术专门研发了一系列的产品应用于锂电池保护板电路。其中的芯片级封装(CSP)产品更是世界上已经批量应用的最小封装产品。 

关键词:锂电池保护,功率器件,芯片级封装,lithium-ion battery,MOSFET,CSP(chip scale package) 

 

 

前言

  

在各种手持电子产品普及的今天,电池的发展也日新月异。而节能环保型的锂电池更是发展的重中之重。锂电池主要应用于MP3,MP4,Cellar Phone,PDA,Portable DVD等手持移动产品。锂电池保护板用功率器件的设计和目标产品需求息息相关。为了设计可用于长时间播放的多媒体产品的电池,功率器件必须能够提供迅速充电所需的高达10A的巨大电流。而为了能够满足轻薄小巧外观产品的电池需求,又必须使功率器件的封装能够缩小到几毫米。

 

锂电池保护板电路对功率器件需求分析

 

如图1所示为封装在锂电池保护板电路内部的典型基本结构。

 

 

锂电池保护板电路的设计与其封装结构密切相关。在正常情况下,充电控制端CO和放电控制端DO为高电位,使两个N型控制管FET1和FET2处于导通状态。电路的工作方式可以是电池向负载放电,也可以是充电器对电池进行充电。当保护电路检测到异常现象(过充电、过放电、过电流和短路)时,控制FET1或者FET2开或关,从而切断充电或放电回路,实现保护功能。 

过电压保护原理如下:当检测到电池充电电压过高时,控制FET2由导通转为关断,从而切断充电回路,使充电器无法再对电池进行充电,起到过充电保护作用。而此时由于FET2自带的体二极管的存在,电池可以通过该二极管对外部负载进行放电而不影响负载正常工作。当检测到电池放电电压过低时,控制FET1由导通转为关断,从而切断放电回路,使电池无法再对负载进行放电,起到过放电保护作用。而此时由于FET1自带的体二极管的存在,充电器可以通过该二极管对电池进行充电。 

过电流保护原理如下:电池在对负载正常放电过程中,放电电流在经过串联的2个FET时,由于导通阻抗的存在,会在其两端产生一个电压,该电压值U=I*RDS*2,RDS为单个FET导通阻抗,控制IC上的检测管脚会对该电压值进行检测,若负载因短路或者其他某种原因导致异常,使回路电流增大,当回路电流大到使2个FET两端电压U超过预期值时,控制FET1由导通转为关断,从而切断放电回路,使回路中电流为零,起到过电流或短路保护作用。 

通过以上分析,在正常工作或过电压保护情况下,电路中的功率器件(FET1,FET2)在电路中起着保护开关的作用。由于它直接串接在电池与外部负载(充电器)之间,因此它的导通阻抗对电池的性能有很大的影响,当选用的MOSFET较好时,其导通阻抗很小,电池包的内阻就小,带载能力也强,在放电时其消耗的电能也少。同等负载条件下,因两个FET导通阻抗小,内部分压小,电压检测将更准确。在过电流保护情况下,电路中的功率器件(FET1,FET2)在电路中不仅起着保护开关的作用,还将作为检测过电流标准。因此,FET的选择更为重要。

 

NEC电子功率器件介绍

 

NEC电子是目前仅有的几家半导体ODM(ORIGINAL DESIGN MANUFACTURER)厂商之一。针对锂电池保护功率器件,NEC电子开发了多种封装和工艺。其中的芯片级封装(CSP)产品更是世界上已经批量应用的最小封装产品,NEC电子称之为EFLIP(Ecologically Flip chip MOSFET for Lithium-Ion battery Protection)。 

NEC电子开发的应用于锂电池产品的功率器件具有以下特点: 

1. 产品封装系列以及电气规格齐全 

NEC电子锂电池应用产品规划如表一所示。

 

 

拥有8Pin TSSOP,6Pin HWSON,4Pin CSP等多种封装。锂电池产品封装对比,如图二所示。 

 

 

 

2.封装小 

NEC电子锂电池产品封装和其他公司封装对比图如图三所示。 

 

 

3.内阻小 

4.完全符合RoHS标准及欧盟限制PFOS应用标准 

5.产品可靠性高

 

 

针对锂电池保护板电路开发的封装实现了产品尺寸缩减86%而保持额定电流值不变。 

NEC电子使用了0.25um先进的生产工艺,以及专用于锂电池的6pHWSON,4pEFLIP(CSP)封装。实现了锂电池保护产品的低内阻和小封装需求。成为了锂电池保护产品业界的先行者。和大的客户相合作,我们得到了行业需求的最新信息。为了满足不同客户的需求,我们还针对现有产品进行了多次改进。B版,C版产品在原有基础上更针对特定客户需求作出产品调整。此外,我们还提前客户要求一步,对许多新产品进行了规划和设计。 

为了对应RoHS标准,我们对所有产品都实施了无铅封装。针对最新的欧盟规定,对封装材料提出了限制全氟辛烷磺酸(PFOS)的要求。对此,NEC电子产品都能一一立即对应。 

此外,NEC电子产品最优秀的特点就是具有完善的可靠性。作为目前仅有的半导体ODM厂商之一,NEC电子不仅仅拥有完全自主的芯片研发,芯片扩散,还拥有完备的封装测试工厂。作为历史最悠久的半导体厂商之一,经过数十年的积累,完善的可靠性测试技术保证了我们的产品能够数十年如一日的为您服务。 

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