CM100E系列是深圳市创芯微微电子有限公司推出的单节锂离子/锂聚合物可充电电池保护IC,通过外接检流电阻的方式监测电池电压与充放电电流,实现过充电、过放电、放电过流(两级)、负载短路及充电过流等保护功能。该系列的定位是在小封装内集成高精度电压检测电路和延迟电路,面向单节电池应用中对保护精度、功耗和PCB面积有综合要求的场景。与依赖内置检测网络的一体化方案不同,CM100E通过VINI引脚外接检流电阻,使设计者可以根据实际持续电流和峰值电流范围灵活选择阻值,在毫欧级到数十毫欧之间平衡检测精度与功耗。系列内提供不同检测电压阈值和延迟时间组合的型号(如CM100E-ABAN、CM100E-HBCN),并支持休眠功能、0V电池充电功能等可选项,适配从消费电子到便携设备的多种需求。
从硬件参数来看,检测电压范围与精度是CM100E的核心指标。过充电保护电压可在4.100~4.800V之间以5mV步进调节,精度±20mV;过放电保护电压1.900~3.000V,精度±50mV;放电过流1检测电压0.003~0.050V(0.5mV步进),精度±1.0mV;放电过流2检测电压0.006~0.080V,精度±2.0mV;短路保护电压0.020~0.100V,精度±4.0mV;充电过流保护电压-0.003~-0.050V(0.5mV步进),精度±1.0mV。延迟时间方面,过充电保护延时提供512ms和1.0s两档;过放电保护延时提供64ms、128ms、256ms、512ms四档;放电过流1延时有8个选项(16ms~3.5s);短路保护延时280μs或512μs;充电过流延时8ms~64ms四档。功耗方面,正常工作电流典型值2.2μA(Ta=25℃),过放电时0.5μA,休眠模式最大50nA。封装采用DFN1.8×1.4-6L,6个引脚分别为VM(外部负电压输入)、CO(充电MOSFET控制)、DO(放电MOSFET控制)、VSS(接地)、VDD(电源输入)和VINI(过流检测输入)。工作温度范围-40~+85℃,符合RoHS、无铅、无卤素要求。
在实际电池保护设计中,CM100E系列对应了几类常见问题。保护精度方面:单节锂电应用中过充检测偏差过大会带来过充风险或误触发,该系列过充检测精度±20mV、放电过流1精度±1.0mV,配合内部延迟电路可减少因电压波动引起的误保护。功耗方面:电池包在存储或轻载状态下保护IC自身的电流消耗直接影响待机时间,2.2μA工作电流和50nA休眠电流对小型电池包的待机影响较小。封装尺寸方面:TWS耳机、智能手环等设备的保护板面积极为有限,DFN1.8×1.4mm的封装可在极小PCB上实现完整保护功能。功能配置方面:通过选择不同型号可启用或禁用休眠功能、0V充电功能,调整各保护阈值和延迟时间,无需软件配置。外接检流电阻的设计则赋予工程师根据电池包最大持续电流选择合适阻值的自由度,而非受限于IC内部固定检测网络。
在具体应用中,CM100E系列适合以下几类场景。TWS真无线耳机充电仓及耳机本体电池:小封装适配微型PCB,高精度过流检测防止短路损坏,休眠功能延长仓内电池待机。智能穿戴设备(手环、手表):单节锂电保护,低功耗特性匹配小容量电池,可选0V充电功能应对电池深度放电后的恢复充电。便携式医疗设备:对保护可靠性要求较高的场景,可利用高精度检测和可调延迟时间满足不同电池规格。IoT传感器节点:电池供电的无线设备,利用低功耗特性和外接检流电阻方案实现精确的充放电管理。典型应用电路仅需外接2颗MOSFET(充电和放电控制)、1颗检流电阻(约1.5mΩ典型值)、若干电阻电容(R1=330Ω、C1=0.1μF、R2=1kΩ),BOM简洁,外围器件数量少。
创芯微微电子为CM100E系列提供完整的技术资料和工程支持。数据手册(版本Pre 0.3)详细列出了绝对最大额定值、电气特性(覆盖+25℃、+60℃、+85℃三档温度条件)、检测电压表、产品功能表、延迟时间参数以及典型应用原理图。封装方面提供DFN1.8×1.4-6L的详细尺寸图(含焊盘推荐尺寸)和载带/卷盘包装信息(7英寸盘,3000颗/盘)。对于标准型号以外的检测电压或延迟时间需求,厂商支持与客户业务部门联系定制。手册中包含了充分的测试电路说明和注意事项,帮助设计人员在量产前的验证阶段准确评估保护参数。在选型阶段,设计者可根据电池规格(如满电电压4.425V或4.190V)直接选择对应型号(ABAN或HBCN),减少外围调整工作量。对于需要长期可靠性的应用,手册也明确了使用限制和注意事项,建议在整机系统中进行充分评估和冗余设计。
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