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1、电源管理,锂电池保护,编写：xrg时间：2009-10-23修改时间：2009-10-23版本：Ver1.0,For 锂电保护IC,锂电保护IC市场定位保护器件MOS市场定位Ricoh锂电池保护IC型号命名规则保护IC耗流特点锂电池保护IC特点IC保护原理延时电容内置锂电池保护IC工作模式平衡电路原理 双节锂电保护方案*双节保护IC参数特点*双节保护IC命名规则*双节保护IC参数表,锂电保护IC市场定位,内置高精度电压检测电路和延迟电路，是用于锂离子/锂聚合 物可充电电池的保护IC。台系IC（DW01+、CS213、HY2110系列。）主要针对低成本的锂电池保护方案、与理光R5402、精工S-
2、8261系列IC引脚定义相同。日系IC（精工S-8261系列、理光R5402系列）主要针对高成本（高端客户）的锂电池保护方案R5402N系列 主要针对要求功能齐全的锂电池保护方案（内置过充电电流保护检测电路）、其他IC无过充电流保护检测功能。R5405N/K 系列 主要针对小封装，主要应用于客户对空间极为敏感的锂电池保护方案（适合应用在蓝牙MP3等产品上）。双节理光R5460N&K 系列、精工S8242系列 主要针对双节串联的锂电池保护方案，两种IC封装引脚相同可以直接替换。精工产品价格较低使用量易采购。,保护器件MOS管市场定位,低端MOS管以大陆为主：南科、光宇 主要针对低成本的锂电池保护
3、方案、因此产品晶片稍差、封装工艺不成熟、发热严重，内阻大。可用低端小电流产品（如MP3类）中端MOS管以台系为主：AOS、勤益、茂达、华茂粤等 主要针对中端客户的锂电池保护方案、此产品技术一般大多数不带ESD保护功能，性能一般。高端MOS管以日系为主：日本东芝、三洋、松下、NEC、飞利浦等 主要针对高端客户锂电池保护方案、此类产品带ESD保护、产品一致性好。,Ricoh锂电池保护IC型号命名规则1,R5400命名方式 R5400N101CA：N：代表封装、101：代表电压版本、C：代表延迟时间、A:代表功能定义（A支持0V起充，B不支持0V起充）R5402命名方式 R5402N101KD：N：
4、代表封装、101：代表电压版本、K：代表延迟时间、D:代表功能定义（B支持过充电锁定，过放电自恢复、C支持过充电锁定，过放电锁定、D支持过充电自恢复，过放电自恢复）R5403N命名方式（NEW）R5403N120EC：N：代表封装、120：代表电压版本、E：代表延迟时间、C:代表功能定义（C支持过充电锁定，过放电自锁定、支持0V起充、D支持过充电、过放电恢复，支持0V起充、E支持过充电自恢复，过放电自锁定，支持0V起充、F支持过充电、过放电恢复不支持0V起充）R5405命名方式(NEW)R5405K106EC：K:代表封装、106:代表电压版本、E:代表延迟时间、C:代表功能定义（C支持过充电
5、锁定，过放电锁定，支持0V起充、D支持过充电自恢复，过放电自恢复、支持0V起充、F支持过充电自恢复，过放电自恢复，不支持0V起充）,锂电池保护IC型号命名规则2,R5401N134DA命名方式 N：代表封装、134：代表电压版本、D:代表延迟时间、A:代表功能定义（A支持过充电自恢复、过放电锁定）,锂电池保护IC耗流,R5400N工作耗流情况 工作耗电流：3.5uA（支持0V起充）4.0uA（不支持0V起充）休眠模式（支持过放保护不自恢复）：0.1uAR5401N工作耗流情况 工作耗电流：4.0uA（支持0V起充）休眠模式（支持过放保护不自恢复）：0.1uAR5402N工作耗流情况 工作耗电流
6、：4.0uA 休眠模式（C版本支持过放保护锁定）：0.1uA 休眠模式（B/D版本支持过放保自恢复）：1.2uA(Typ)、2.0uA(Max)R5403N工作耗流情况 工作耗电流：4.0uA 休眠模式（C版本支持过放保护锁定）：0.1uA 休眠模式（D/F版本支持过放保自恢复）：1.2uA(Typ)、2.0uA(Max)R5405K工作耗流情况 工作耗电流：4.0uA 休眠模式（C版本支持过放保护锁定）：0.1uA R5407/R5408/R5409K工作耗流情况 工作耗电流：4.0uA 休眠模式（C版本支持过放保护锁定）：0.1uA,锂电池保护IC耗流,S-8261工作耗流情况 工作耗电流
7、：3.5uA（typ）4.0uA（max）休眠模式：0.1uADW01+工作耗流情况 工作耗电流：3.0uA（typ）6.0uA（max）休眠模式:0.1uA,锂电池保护IC特点,多重保护（支持过充电电流保护）过充电保护、过放电保护、过电流保护、短路保护。内置延时（简化PCB器件的布局）高耐压，低耗流功能细分（分自恢复和锁定2个模式）小封装（PLP1616-6 1.6*1.6*0.6mm)、常规有SOT23-6封装符合不同产品的需求 新Item内置反向充电保护功能,保护IC是通过监视VDD与VSS之间的电池电压以及V-和VSS之间的电压差来进行控制充电和放电。电池电压在过充电电压以下（Vdet
8、1）并且在过放电电压以上（Vdet2）、V-端电压在过充电电流检测电压以下（Vdet4）并且在过放电电流检测电压以上（Vdet3）的情况下，进行充电和放电控制的Mosfet均被打开。这被视为通常工作状态，可以自由的进行放电和充电。,IC保护原理,IC保护原理,当IC检测到电芯电压在4.25V（25mV）并一直保持在延时范围之内（tVdet1：1S）时保护IC会将Cout脚位电平由H变L从而切断充电回路。但是电流还是会通过寄生二极管对负载继续放电。,过充电保护,IC保护原理,过放电保护,IC保护原理,过放电电流保护,Ricoh锂电保护IC从R5426开始基本都会有过充电电流保护功能。主要是在使用
9、有问题的充电器或者充电器损坏造成大电流冲击时可以对电芯多一重保护。因为对于充电来说是逆电流进行充电，所以V-检测到的就是一个负电压，当大电流对电芯进行充电时V-检测到的电压如果低于Vdet4 时会切断充电回路（保护IC检测过充电电流保护是靠检测Mosfet两端电压差来进行判断）,IC保护原理,过充电电流保护,R5421 系列外部延时电容是针对过充来增加的.,R5426 系列针对过充部分内置计数器以及延时电容.所以R5426不需要外部延时电容，如果需要不同的延迟时间Ricoh会给出不同的延迟时间来供选择：250ms,1s,or 5s.(1s;Typ.),延时电容内置,外置延时电容For过充电延时
10、,延迟时间：TYP.200400s,外置延时电容For短路延时,延时电容内置,锂电池保护IC工作模式,Auto Release（自恢复）版本过充保护：当充电器对电池进充电时,电池电压会缓步上升，当达到Vdet1时，保护IC会动 作、此时Cout的电平会由高电平转为低电平，使充电器无法继续对电芯进行充 电，从而达到保护效果。解除保护条件 方法1：当充电器一直连着的状态下电芯电压低于Vrel1时充电器又会给电池进行充电。方法2：只要是重新连接充电器情况下就会继续充电（当进入过充保护只要拔下充电器就会解除保护）。注：接上充电器，只要符合以上任何一种情况，Cout电平会由低电平转为高电平，从而达到解除
11、保护。过放保护：当电池经由负载放电，电芯电压会持续下降达到Vdet2以下时，保护IC会进行保护动作、此时Dout脚位会由高电平变为低电平，从而关断Mosfet使电芯无法继续对负载进行放电。解除保护条件 方法1：接充电器的情况下，只要高过Vdet2既可以解除保护 方法2：不接充电器的情况下，电芯电压必须高过Vrel2才能解除保护注：接上充电器或电芯电压高过Vrel2时，Dout会由低电平变为高电平从而使Mosfet导通可以继续让电芯对负载进行放电。,锂电池保护IC工作模式,Latch Mode（锁定）版本过充保护：当充电器对电池进充电时,电池电压会缓步上升，当达到Vdet1时，保护IC会动作、此
12、时Cout的电平会由高电平转为低电平，使充电器无法继续对电芯进行充电，从而达到保护效果。解除保护条件 必须要符合两项条件才能解除保护（Cout由低电平变为高电平）1、电芯电压低于Vdet1 2、必须移除充电器 过放保护：当电池经由负载放电，电芯电压会持续下降达到Vdet2以下时，保护IC会进行保护动作、此时Dout脚位会由高电平变为低电平，从而关断Mosfet使电芯无法继续对负载进行放电。解除保护条件 连接充电器即可解除保护。,平衡电路原理,对多串电池进充电时,电池电压会缓步上升，当电池电压不均衡的情况下其中有一电池先充满达到4.2V时，此节平衡监控IC会动作、Cout的电平会由高电平转为低电
13、平（平衡电路控制MOS管采用PMOS由低电平开启），启动平衡电路分流将部份电流分给前后端电池。,平衡电路原理,先到达4.2V时，平衡电路开启，分流如红线走向,选型比较,针对过充电电压要求比较高*R5400N，R5402N，R5405K不能Pin To Pin。*R5405N、R5402N Pin To Pin。,选型比较,针对过放电电流比较小*R5400N，R5402N，R5405K不能替代。*R5426N和R5402N以及R5405N可以替代，过放电小电流适合目前市场上消耗电流比较小的产品，例如：蓝牙耳机、MP3(不支持彩屏显示）等。,选型比较,针对过放电电流比较大*R5400N，R5402
14、N不能替代，适合目前市场上对负载电流要求比较大的产品，例如：PMP、MP4、DSC、DV、3G手机等。,选型比较,针对过放电电压比较高*适合锂聚合物电芯，适合MP3等产品,推荐设计,从图例可以看到会有21V左右的电压窜到Cout脚位，造成IC误动作更严重会导致IC的损坏。,关于充电器反接,推荐设计,从图例可以看到如果要做到防止客户因为反接充电器所造成的误动作，只需在Cout脚串接一颗电阻并在Mos管两端并接一个二极管就可以避免IC误动作。注意：如果是R5402系列时Cout端所串接电阻不建议大过10K，如果电阻太大有可能会与IC内部产生一个高通滤波器导致Dout出现不规则脉冲波形从而误动作。,
15、防止充电器反接,推荐设计,从图例A可以看到如果V-端电阻靠近IC，那么这个属于正确设计方式。图例B看到V-端电阻远离IC V-端，这样属于错误的设计理念。,高频干扰的问题,推荐设计,针对高频干扰导致IC误动作问题，最好解决方法就是在PCB Layout时尽量做到将图例中红色线条标识的线路尽可能的短，器件尽可能的靠近IC。,关于高频干扰的解决方法,推荐设计,产品ESD设计注意事项aPCB Layout（其中PCB设 计最为主要）。b外围器件的选型cIC承受ESD的能力,ESD注意事项,双节锂电保护方案,双节保护IC参数特点双节保护IC命名规则 双节保护IC参数表,参数特点,R5460基本特征最大
16、输入电压：30V低耗流：4.0uA 过放电保护自恢复模式：1.2uA(Typ)过放电保护锁定模式：0.1uA(Max)内置延迟时间电路：不需要外接延时电容支持0V起充封装:SOT-23-6、PLP1820-6,双节保护IC命名规则,R5460命名方式 R5460N202AA：N：代表封装（N、SOT-23-6;K、PLP1820-6)202：代表参数版本 A：代表延时 A：代表功能版本（A过充保护，过放保护自恢复；B 过充保护自恢复，过放保护锁定）,双节保护IC参数,*适合电动工具，电动玩具（航模，电动汽车，电动船），影音产品（PDVD）,推荐的原理图,*关于C3电容的作用：C3电容设计上来主
17、要是基于安全考虑，为了更好的保障电池的安全，在Latch Mode版本的IC这个电容必须增加，在AutoRelease版本的IC 可以省略。,功能选择推荐,ON/OFF 动作,ON/OFF 动作,磷酸铁锂版本,3.65V Version=AD Type Vdet1=3.65V for LiFeO4电芯应用：电动汽车，电动自行车，电动工具等支持单节、双节电芯 For 2 Cell:R5460N209AD or 210AD For 1 Cell：R5408N185KHR5408N185KH延时：1.0S,20mS,12mS,8mS,300uS R5460N延时：1.0S,128mS,12mS,8m
18、S,300uS,与竞争者比较,本PPT为可编辑版本，您看到以下内容请删除后使用，谢谢您的理解,【解析】【解答】（1）氯化钠是由钠离子和氯离子构成的；金刚石是由碳原子构成的；干冰是由二氧化碳分子构成的；（2）质子数为11的是钠元素，钠元素原子的最外层电子数1，在化学反应中容易失去一个电子形成阳离子；（3）化学变化是生成新分子的变化，其实质是分子分解成原子，原子重新组合形成新的分子，故该反应中没有变的是碳原子和氧原子。故答案为：氯化钠；失去；D。【分析】物质有微粒构成，构成物质的微粒有原子、分子、离子是那种，金属、稀有气体由原子构成；常见气体由分子构成；碱和盐由离子构成。在化学变化中，原子种类、质
19、量、数目保持不变。26.用微粒的观点解释下列现象：（1）今年我国要求“公共场所全面禁烟”非吸烟者往往因别人吸烟而造成被动吸烟。（2）夏天钢轨间的缝隙变小。【答案】（1）分子是在不断的运动的.（2）夏天温度高，铁原子间的间隔变小.【考点】物质的微粒性【解析】【解答】（1）吸烟生成烟雾，烟雾分子因为运动，扩散到空气中，使非吸烟者被动吸入烟雾分子，造成被动吸烟；（2）钢轨由铁原子构成.每两根钢轨间都有一定的间隙，夏天由于气温高，使得钢轨中铁原子的间隔变大，表现为钢轨的体积膨胀，则钢轨间的间隙变小.故答案为：（1）分子是在不断运动的；（2）夏天高温，铁原子间的间隔变小.【分析】微粒观点的主要内容：物质
20、是由分子（或原子构成），分子间有间隔，分子处于永停息的运动状态中.（1）烟雾分子属气体分子，在空气中扩散较快，使非吸烟者被动吸烟；（2）铁原子间有一定的间隔，温度升高，则铁原子间间隔变大，反之则变小，夏天高温状态下，铁原子间间隔变大，使得钢轨体积膨胀，则钢轨间的缝隙变小.,【考点】物质的微粒性【解析】【解答】（1）铁属于金属单质，是由铁原子直接构成；氯化钠是由钠离子和氯离子构成的；二氧化碳是由二氧化碳分子构成的（2）当质子数=核外电子数，为原子，a=2+8=10，该粒子是原子原子序数=质子数=10当a=8时，质子数=8，核外电子数=10，质子数核外电子数，为阴离子。故答案为：原子；离子；分子；
21、10；10；阴离子。【分析】物质有微粒构成，构成物质的微粒有原子、分子、离子是那种，金属、稀有气体由原子构成；常见气体由分子构成；碱和盐由离子构成。当核电荷数等于核外电子数，表示原子，小于时表示阴离子，大于时表示阳离子。25.初中化学学习中，我们初步认识了物质的微观结构。（3）升高温度分子运动速度就加快，只要能说明温度高了运动速度快了的例子都可以，例如阳光下或者温度高衣服干得快，温度高水蒸发的快，糖在热水里比在冷水里溶解的快等；（4）由于注射器装入的药品少，现象明显，又是封闭状态，所以可以控制体积节省药品、可以减少气体挥发造成的污染等故答案为：（1）固体；（2）分子的质量大小或者相对分子质量大
22、小（合理即给分）；（3）阳光下或者温度高衣服干得快，温度高水蒸发的快，糖在热水里比在冷水里溶解的快等；（4）可以控制体积节省药品、可以减少气体挥发造成的污染等【分析】（1）根据实验现象判断氯化铵的状态；（2）根据它们的相对分子质量的区别考虑；（3）根据温度与运动速度的关系考虑；（4）根据注射器的特点考虑,【解析】【解答】A、向一定质量的盐酸和氯化钙的混合溶液中逐滴加入碳酸钠溶液至过量的过程中，生成氯化钠的质量不断增大，当碳酸钠与盐酸和氯化钙完全反应时，氯化钠的质量不再增大，A符合题意；B、向稀硫酸中加水，溶液的pH逐渐增大至接近于7，B不符合题意；C、向一定质量的稀硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液至
23、过量的过程中，氢氧化钡不断和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水，溶质的质量减小，质量分数也减小，当氢氧化钡和稀硫酸完全反应时，继续滴加氢氧化钡溶液时，质量分数应该由小变大，C不符合题意；D、加热高锰酸钾时，当温度达到一定程度时，高锰酸钾开始分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应的进行，剩余固体的质量不断减少，当高锰酸钾完全反应时，剩余固体的质量不再变化，D符合题意。【解析】【解答】A、可燃物的在着火点是一定的，不会降低，故说法错误，可选；B、爆炸是物质在有限的空间内，发生急剧燃烧，短时间内聚集大量的热，使周围的气体的体积膨胀造成的可见爆炸需要氧气的参与，可使燃烧处于暂时缺氧状态，达到灭火的目的故说法
24、正确，不可选；【解析】【解答】燃烧需要同时满足三个条件：一是要有可燃物，二是可燃物要与氧气接触，三是温度要达到可燃物的着火点；以上三个条件都能满足时，可燃物才能发生燃烧。灭火的原理就是破坏燃烧的条件。根据描述，自动灭火陶瓷砖会喷出氦气和二氧化碳，故灭火的原理是隔绝氧气。,【解析】【解答】解：A、从题目中表格知，H2体积分数为10%70%的H2和空气混合气体，点燃时会发生爆炸，故A正确；B、收集的H2能安静燃烧，说明H2的纯度大于等于80%，故B项错误；C、用向下排空气法收集H2，保持试管倒置移近火焰，如果没有听到任何声音，表示收集的H2纯度大于等于80%，故C项错误；D、氢气和空气的混合气体点
25、燃不一定发生爆炸，只有在爆炸极限范围内才会发生爆炸，故D项错误故选A【分析】可燃物质（可燃气体、蒸气和粉尘）与空气（或氧气）在一定的浓度范围内均匀混合，遇着火源可能会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度，分别称为爆炸下限和爆炸上限，在低于爆炸下限时不爆炸也不着火，在高于爆炸上限同样不燃不爆因此可燃性气体在点燃前需要先检验气体的纯度，以防发生爆炸【解析】【解答】A、通过实验可以知道烧杯中的白磷没有燃烧，说明烧杯中的白磷虽然温度达到着火点，但没有与氧气接触，所以不能燃烧，从而可以判断烧杯中的热水不仅仅是只起到加热的作用，故A说法正确；B、铜片上白磷燃烧是温
26、度达到了着火点且与氧气接触，满足燃烧的条件，故B说法正确；C、铜片上的红磷没有燃烧是温度过低没有达到其着火点，没有满足燃烧的条件，故C说法正确；D、烧杯中的白磷通入空气（氧气）就会燃烧，出现“水火相容”的奇观，故D说法错误故选D,24.能源、环境、安全已成为人们日益关注的问题（1）三大化石燃料包括煤、_、天然气等；它们都是_（填“可再生”或“不可再生”）能源（2）控制反应的条件可使燃料充分燃烧燃煤发电时，将煤块粉碎成煤粉的目的是_（3）天然气主要成分为甲烷，写出甲烷充分燃烧的化学方程式_ 下列有关天然气（或甲烷）的说法正确的是_（填字母）A沼气中的主要成分是甲烷B甲烷气体不会产生温室效应C用天
27、然气代替煤作燃料，有利于减少酸雨形成 You and your friends are leaving a concert on a Friday night.When you get outside,your ears are ringing.You have to shout to be heard.36 So no harm doneright?Not quite.Temporary buzzing may be easy to ignore,but repeated exposure to loud noise will eventually cause serious-and irr
28、eversible(无法治愈的)-hearing loss.A new study conducted by researchers at Brigham and Womens Hospital in Boston shows that one in five people between the ages of 12 and 19 are experiencing slight hearing loss,and one in 20 have mild hearing loss.37 But the good news is that there plenty of ways you can
29、protect your ears from further damage and still listen to the music you love:Ask around.Put your earbuds in or your headphones on,and then ask a friend next to you whether or not he or she can hear what youre listening to.38 Turn it down.Buy noise-canceling headphones.A pair of earbuds or headphones that fits comfortably will limit outside noise so that you can hear your music better at lower volumes.,
