概述：ISL9208是InterSIL公司发布的电池平衡和过流保护的单芯片ISL9208，可以实现多芯锂电池组平衡和过流保护的集成模拟前端，可应用于5~7个18V~28V的电池组。ISL9208可以取代一些设计中多达17个FET、12个二极管、53个电阻和31个电容，大大地简化了从电动工具到混合动力汽车等采用多芯电池组供电的应用设计。
ISL9208单芯片实现了电池平衡和保护电池组防止高电流的情况。电池平衡使得微控制器保持了各个电池芯容量的，匹配，提高了电池组的工作时间，延长了电池寿命。其内置的3.3V电压调节器减少了元件数量，同时为徵控制器提供电源，具有检测短路和过流情况，需要时可自动关断FETs电源，提供关键保护功能。
一、ISL9208引脚功能
| 管脚名称 | 描述 |
| VC7/VCC | Cell7/Vcc正极输入电源，监测电芯电压并在AO脚输出，同时提供IC工作电压 |
| VCELLN | cellN电压输入端，监测CELLN的电压并在AO脚输出，VCELLN连接到CELLN的正极和CELLN+1的负极 |
| CBN | 电芯平衡FETS控制脚，内部FET在充电时绕过电芯分流小部分电流，或者在放电时从电芯拉电流，即执行电芯平衡操作，该功能可以减少单个电芯的电压，平衡FETS由外部控制器开启或者关闭 |
| VSS | 接地，连接到电池串的负极 |
| DSREF | 放电检测电流参考地，提供充电和放电电流检测电路的独立参考地，在大电流负载时，输入端提供独立的接地点，使接地压降最小化，通常直接连接到VSS |
| DSENSE | 放电电流检测脚，通过电压检测放电电流，即检测一个感应电阻的电压或DFET两端的电压或带电流检测脚的FET，测量的电压可以作为DSREF参考地 |
| CSENSE | 充电电流检测脚，通过检测～个电压检测充电电流，可以检测感应电阻电压，或者CFET电压或者带电流检测FET，测量的电压作为VSS参考地 |
| DFET | 控制FET放电，功率FET为N沟道，仅仅只能被微控制器开启，FET也能被微控制器关闭，但是在过流和短路时ISL9208会自动关闭FET，若微控制器检测到任何一个电芯欠电压，也可通过写一个控制位控制该输出口立即关断FET |
| CFET | 控制CFET的门极，功率FET必须是N沟道装置，只能被微控制器开启，FET也能可被微控制器关闭，在过电流时ISL9208即可关闭F盯，或微控制器检测到过电压，可通过写控制位关断FET控制输入 |
| VMON | 放电负载检测，在过流状态下，将一内部电阻连接到VMON和VSS之间，当FET因为负载保持时，VMON电压接近VCC电压；当负载解除时，VMON电压下降到过流和短路状态时对应在门限值以下，同时LDFAIL标志位清零，恢复操作 |
| AO | 模拟多路输出，供外部微控制器检测电芯电压和温度感应电压，微控制器通过写一个控制寄存器选择特定电压 |
| TEMP3V | 温度检测输出控制，该引脚输出一电压以供一固定电阻和一热敏电阻所组成的分压电路使用。热敏电阻紧挨着电芯，TEMP3V在测量温度时通过一个内部PMOS开关连接到RGO，不工作时TEMP3V输出关闭，TEMP3V可以通过一个特定的控制位持续开启 |
| TEMPI | 温度检测输入，输入测量电芯温度热敏电阻的电压。当输入电压下降到TEMP3V/13时，表示外部过热，TEMPI的电压通过一个模拟多路器由AO口输出，同时微控制器可检测到电芯的温度 |
| RGO | 定电压输出。该引脚连接到一个外部NPN三极管的发射极和RGC脚，提供33V稳压，同时将电压反馈到稳压器，提供ISL9208内部电路以及微控制器和其它外部电路的电源 |
| RGC | 稳压输出控制，该引脚连接到外部NPN的基极，为RGO脚提供3.3V稳压 |
| WKUP | 唤醒功能，该输入脚在电压超过开启门限时唤醒，条件由WKUP位设定，当WKPOL=“1”时，上升沿唤醒，WKUP位高电平且WKUP电压大于门限；当WKPOL=“O”时，下降沿唤醒，WKUP位高电平且WKUP电压小于门限 |
| SDA | 串行数据口，IIC接口双向数据线 |
| SCL | 串行时钟口，IIC串行通讯时钟口 |
二、ISL9208功能和特性
(1)软件可选的过流保护电压和过流保护时间；
(2)自动FET关断电池和IC内部过热时的电芯平衡禁止；
(3)过流检测可以使用感应电阻、FETRds或感应FET；
(4)集成带200VA开启电流和150mA关断电流的充放电FET驱动电路；
(5)精确度10%的3.3V稳压器，最小25mA输出，带电流增益70的外部NPN晶体管；
(6)在1OOμs内稳定监测电芯电压的输出；
(7)内部电芯平衡功能，FET对每个电芯控制200mA平衡电流输出；平街电芯数量受芯片封装最大功率耗散400mW的限制；
(8)<1OμA的休眠模式；
(9)无铅(RoHS)。
三、ISL9208内部方框图
四、ISL9208电气参数
五、ISL9208方案应用
本方案采用ISL9208+PIC16F684+IRF540NS架构组成，徵控制器采样各个电池电压值，通过IIC通信控制ISL9208对电池进行分流/放电，以解决串联电池组由于单节电池电压、容量、内阻的不完全一致及在使用中困化学恃性变化所造成每节电池电压差异的问题，实现电池电压的均衡，同时也实现对单节电池进行必要的保护及电池包的保护，lRF540NS提供高至33A的大电流。
方案特性如下：
(1)内置高精度电压检测电路；
(2)过充电保护电压4.2V±25mV，过充电恢复电压4.OV±25mV，放电保护电压2.75V±25mV，过放电恢复电压3.OV±25mV；
（3）睡眠电压2.5V±25mV)睡眠静态电流1OμA；
（4）耐高压元件，绝对最大值36V；
（5）宽工作电压范围9.2V-30.1V，电池平衡电压50mV：
（6）以最低电池电压为参考，误差超过50mV的电池都进行均衡，均衡电流约1OOmA；
（7）温度保护，摄氏O~50℃：允许充电，摄氏0-70℃：允许放电；
（8）睡眠状态：电池包空载并无外接充电器，2分钟后进入睡眠；
（9）充电唤醒，放电唤醒、放电维持电流大于200mA。
电流参数如表所示。
| PARAMETER | MIN | TYP | MAX |
| 充电过流保护电流 | 2.8A | 4A | 4.8A |
| 放电过流保护电流 | 16A | 20A | 24A |
| 负载短路瞬间保护电流 | 60A | 70A | 80A |
网友评论