HM5421-C [HMSEMI]
built-in high-precision voltage detection circuit;
| 型号： | HM5421-C |
| 厂家： | 
H&M Semiconductor |
| 描述： | built-in high-precision voltage detection circuit |
| 文件： | 总7页 (文件大小：380K) |
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HM5421B/C
双节锂电池保护 IC
一、 概述
HM5421系列IC，内置高精度电压检测电路和延时电路，是用于2节串联锂离子/锂聚合物可再充电电池的保
护IC。
此系列IC适合于对2节串联可再充电锂离子/锂聚合物电池的过充电、过放电和过电流进行保护。
二、 特点
HM5421全系列IC具备如下特点：
（1）高精度电压检测电路
过充电检测电压VCUn（n＝1，2）
过充电释放电压VCRn（n＝1，2）
过放电检测电压VDLn（n＝1，2）
过放电释放电压VDRn（n＝1，2）
放电过流检测电压
4.10V~4.50V
3.90V~4.30V
2.00V~3.00V
2.30V~3.40V
(可选择)
精度 ±25mV
精度 ±50mV
精度 ±80mV
精度 ±100mV
充电过流检测电压
(可选择)
精度±30mV
精度±0.4V
负载短路检测电压
1.0V (固定)
（2）各延迟时间由内部电路设置（不需外接电容）
过充电检测延迟时间
过放电检测延迟时间
放电过流检测延迟时间
充电过流检测延迟时间
负载短路检测延迟时间
典型值1000ms
典型值110ms
典型值10ms
典型值7ms
典型值250μs
（3）低耗电流
工作模式
休眠模式
典型值5.0μA ，最大值9.0μA（VDD=7.8V）
最大值0.1μA（VDD=4.0V）
（4）连接充电器的端子采用高耐压设计（CS端子和OC端子，绝对最大额定值是33V）
（5）向0V电池充电功能：可以选择“允许”或“禁止”
（6）宽工作温度范围：-40℃～+85℃
（7）小型封装：SOT-23-6
（8）HM5421系列是无卤素绿色环保产品
三、 产品应用
2节串联锂离子可再充电电池组。
2节串联锂聚合物可再充电电池组。
四、 产品目录
过 充 电 检 测 过充电释放 过放电检测 过 放 电 释 放电过流检 充电过流检 向 0V 电 池
参数
电压
VCUn
电压
VCRn
电压
VDLn
放电压
测电压
VDIP
测电压
VCIP
充电功能
V0CH
型号
VDRn
HM5421-B 4.35±0.025V 4.15±0.05V 2.30±0.08V 3.00±0.1V 200±30mV -210±30mV
HM5421-C 4.28±0.025V 4.08±0.05V 2.90±0.08V 3.00±0.1V 200±30mV -210±30mV
允许
允许
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双节锂电池保护 IC
五、 方框图
振荡器
计数器
VDD
VDD
过充电检测器1
过放电检测器1
短路检测器
放电过流检测器
控制逻辑
VC
过充电检测器2
过放电检测器2
VSS
充电过流检测器
CS
VSS
VSS
VSS
六、 封装脚位及功能说明
序号 符号
说明
封装外形图
1
2
3
4
5
6
OD
OC
放电控制用MOSFET门极连接端子
充电控制用MOSFET门极连接端子
过电流检测输入端子，充电器检测端子
电池1负极、电池2正极连接端子
6
5
4
CS
VC
1
2
3
VDD
VSS
正电源输入端子，电池1正极连接端子
接地端，负电源输入端子，电池2负极连接端子
SOT-26
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七、 绝对最大额定值
（VSS=0V，Ta=25°C ，除非特别说明）
项目
符号
VDD
VOC
VOD
VCS
TOP
TST
规格
单位
V
VDD 和 VSS 之间输入电压
OC 输出端子电压
OD 输出端子电压
CS 输入端子电压
工作温度范围
VSS-0.3~VSS+10
VDD-33~VDD+0.3
VSS-0.3~VDD+0.3
VDD-33~VDD+0.3
-40~+85
V
V
V
℃
℃
mW
储存温度范围
-40~+125
容许功耗
PD
250
八、 电气特性
（VSS=0V，Ta=25°C ，除非特别说明）
单
位
项目
符号
条件
最小值
典型值
最大值
输入电压
VDD-VSS工作电压
VDD-CS工作电压
耗电流
VDSOP1
VDSOP2
—
—
1.5
1.5
—
—
10
33
V
V
工作电流
IDD
IPD
VDD=7.8V
VDD=4.0V
—
—
5.0
—
9.0
0.1
uA
uA
休眠电流
检测电压
VCUn
-0.025
VCUn
VCUn
过充电检测电压n（*1）
VCUn
4.1～4.5V，可调整
V
+0.025
过充电释放电压n（*1）
过放电检测电压n（*1）
过放电释放电压n（*1）
放电过流检测电压
VCRn
VDLn
VDRn
VDIP
VSIP
VCIP
3.9～4.3V，可调整
2.0～3.0V，可调整
2.3～3.4V，可调整
VCRn -0.05
VDLn -0.08
VDRn -0.10
VDIP -30
0.6
VCRn
VDLn
VDRn
VDIP
1.0
VCRn +0.05
VDLn +0.08
VDRn +0.10
VDIP +30
1.4
V
V
V
mV
V
负载短路检测电压
VDD-VSS=7.0V
充电过流检测电压
VCIP -30
VCIP
VCIP +30
mV
延迟时间
过充电检测延迟时间
过放电检测延迟时间
放电过流检测延迟时间
充电过流检测延迟时间
负载短路检测延迟时间
控制端子输出电压
TOC
TOD
TDIP
TCIP
TSIP
700
70
6
1000
110
10
1300
150
14
ms
ms
ms
ms
μs
4
7
10
150
250
400
OD端子输出高电压
VDH
VDD-0.1
VDD-0.02
V
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双节锂电池保护 IC
OD端子输出低电压
OC端子输出高电压
OC端子输出低电压
VDL
VCH
VCL
0.2
VDD-0.02
0.2
0.5
V
V
V
VDD-0.1
0.5
向0V电池充电的功能（允许或禁止）
充电器起始电压（允许向0V V0CH
电池充电功能）
允许向0V电池充电功
1.2
-
-
-
-
V
V
能
电池电压（禁止向0V电池充
V0IN
禁止向0V电池充电功
0.5
电功能）
能
4
5
九、 应用电路图
PB+
R1
VDD
330Ω
C1
0.1uF
+
-
电池1
R2
VC
330Ω
C2
0.1uF
+
-
电池2
CS
VSS
OD
OC
R3
2KΩ
M1
M2
PB-
标记
R1
R2
R3
C1
C2
M1
M2
器件名称
电阻
用途
最小值
100Ω
100Ω
1 kΩ
0.01μF
0.01μF
-
典型值
330Ω
330Ω
2kΩ
0.1μF
0.1μF
-
最大值
470Ω
470Ω
4kΩ
1.0μF
1.0μF
-
说明
*1
限流、稳定VDD、加强ESD
限流、稳定VC、加强ESD
限流
电阻
*1
电阻
*2
电容
滤波，稳定VDD
滤波，稳定VDD
放电控制
*3
电容
*3
N-MOSFET
N-MOSFET
*4
充电控制
-
-
-
*5
*1、R1或R2连接过大电阻，由于芯片消耗的电流会在R1或R2上产生压降，影响检测电压精度。当充电器反接时，
电流从充电器流向IC，若R1或R2过大有可能导致VDD-VSS端子间电压超过绝对最大额定值的情况发生。
*2、R3连接过大电阻，当连接高电压充电器时，有可能导致不能切断充电电流的情况发生。但为控制充电器反接
时的电流，请尽可能选取较大的阻值。
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双节锂电池保护 IC
*3、C1和C2有稳定VDD电压的作用，请不要连接0.01μF以下的电容。
*4、使用MOSFET的阈值电压在过放电检测电压以上时，可能导致在过放电保护之前停止放电。
*5、门极和源极之间耐压在充电器电压以下时，N-MOSFET 有可能被损坏。
十、 工作说明
正常工作状态
此IC持续检测连接在VDD与VC端子之间电池1的电压、连接在VC与VSS端子之间电池2的电压，以及CS与
VSS端子之间的电压差，来控制充电和放电。当电池1和电池2的电压都在过放电检测电压（VDLn）以上并在过充
电检测电压（VCUn）以下，且CS端子电压在充电过流检测电压（VCIP）以上并在放电过流检测电压（VDIP）以下
时，IC的OC和OD端子都输出高电平，使充电控制用MOSFET和放电控制用MOSFET同时导通，这个状态称为“正
常工作状态”。此状态下，充电和放电都可以自由进行。
注意：初次连接电芯时，会有不能放电的可能性，此时，短接CS端子和VSS端子，或者连接充电器，就能
恢复到正常工作状态。
过充电状态
正常工作状态下的电池，在充电过程中，连接在VDD与VC端子之间电池1的电压或连接在VC与VSS端子之
间电池2的电压，超过过充电检测电压（VCUn），并且这种状态持续的时间超过过充电检测延迟时间（TOC）时，
IC的OC端子输出电压由高电平变为低电平，关闭充电控制用的MOSFET（OC端子），停止充电，这个状态称
为“过充电状态”。
过充电状态在如下两种情况下可以释放，OC端子输出电压由低电平变为高电平，使充电控制用MOSFET
导通。
（1）断开充电器，由于自放电使电池1和电池2的电压都降低到过充电释放电压（VCRn）以下时，过充电状
态释放，恢复到正常工作状态。
（2）断开充电器，连接负载，当电池1和电池2的电压都降低到过充电检测电压（VCUn）以下时，过充电状
态释放，恢复到正常工作状态。
注意：
①进入过充电状态的电池，如果仍然连接着充电器，即使电池1和电池2的电压都低于过充电释放电压（VCRn），
过充电状态也不能释放。断开充电器，CS端子电压上升到充电过流检测电压（VCIP）以上时，过充电状态才能释
放。
②当电池1或电池2的电压超过过充电检测电压（VCUn），断开充电器并连接负载，如果电池1或电池2的电压
仍不能降低到过充电检测电压（VCUn）以下，此时放电电流通过充电控制用MOSFET的寄生二极管流过，当电池
1和电池2的电压都降低到过充电检测电压（VCUn）以下时，OC端子输出电压由低电平变为高电平，使充电控制
用MOSFET导通。
③当电池1或电池2的电压超过过充电检测电压（VCUn），但在过充电检测延迟时间（TOC）之内，电池1和电
池2的电压又降低到过充电检测电压（VCUn）以下，则此时不进入过充电保护状态。
④OC端子高电平是上拉到VDD端子，OC端子低电平是下拉到CS端子。
过放电状态及休眠状态
正常工作状态下的电池，在放电过程中，连接在VDD与VC端子之间电池1的电压或连接在VC与VSS端子之
间电池2的电压，降低到过放电检测电压（VDLn）以下，并且这种状态持续的时间超过过放电检测延迟时间（TOD）
时，IC的OD端子输出电压由高电平变为低电平，关闭放电控制用的MOSFET（OD端子），停止放电，这个状态
称为“过放电状态”。
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双节锂电池保护 IC
当关闭放电控制用MOSFET后，CS由IC内部电阻上拉到VDD，使IC耗电流减小到休眠时的耗电流值
（<0.1uA），这个状态称为“休眠状态”。
过放电状态在以下两种情况下可以释放，OD端子输出电压由低电平变为高电平，使放电控制用MOSFET导
通。
（1）连接充电器，若CS端子电压低于充电过流检测电压（VCIP），当电池1和电池2的电压都高于过放电检测
电压（VDLn）时，过放电状态释放，恢复到正常工作状态。
（2）连接充电器，若CS端子电压高于充电过流检测电压（VCIP），当电池1和电池2的电压都高于过放电释放
电压（VDRn）时，过放电状态释放，恢复到正常工作状态。
注意：
①当电池1或电池2的电压低于过放电检测电压（VDLn），但在过放电检测延迟时间（TOD）之内，电池1和电
池2的电压又回升到过放电检测电压（VDLn）以上，则此时不进入过放电保护状态。
②OD端子高电平是上拉到VDD端子，OD端子低电平是下拉到VSS端子。
放电过流状态（放电过流检测功能和负载短路检测功能）
正常工作状态下的电池，IC通过检测CS端子电压持续侦测放电电流。一旦CS端子电压超过放电过流检测电
压(VDIP)，并且这种状态持续的时间超过放电过流检测延迟时间（TDIP），则OD端子输出电压由高电平变为低电
平，关闭放电控制用的MOSFET（OD端子），停止放电，这个状态称为“放电过流状态”。
而一旦CS端子电压超过负载短路检测电压(VSIP)，并且这种状态持续的时间超过负载短路检测延迟时间
（TSIP），则OD端子输出电压也由高电平变为低电平，关闭放电控制用的MOSFET（OD端子），停止放电，这
个状态称为“负载短路状态”。
连接在电池正极（PB+）和电池负极（PB-）之间的阻抗大于450kΩ（typ.）时。放电过流状态和负载短路状
态的将被释放。
另外，即使连接在电池正极（PB+）和电池负极（PB-）之间的阻抗小于450kΩ（typ.）时，当连接上充电器，
CS端子电压降低到放电过流保护电压（VDIP）以下，也会释放放电过流状态或负载短路状态，回到正常工作状态。
充电过流状态
正常工作状态下的电池，在充电过程中，如果CS端子电压低于充电过流检测电压（VCIP），并且这种状态持
续的时间超过充电过流检测延迟时间（TCIP），则OC端子输出电压由高电平变为低电平，关闭充电控制用的
MOSFET（OC端子），停止充电，这个状态称为“充电过流状态”。
进入充电过流检测状态后，如果断开充电器使CS端子电压高于充电过流检测电压（VCIP）时，充电过流状态
被解除，恢复到正常工作状态。
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双节锂电池保护 IC
十一、
封装信息
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相关型号：
HM5425161B
256M SSTL_2 interface DDR SDRAM 143 MHz/133 MHz/125 MHz/100 MHz 4-Mword 】 16-bit 】 4-bank/8-Mword 】 8-bit 】 4-bank/ 16-Mword 】 4-bit 】 4-bank
ELPIDA
HM5425161BTT-10
256M SSTL_2 interface DDR SDRAM 143 MHz/133 MHz/125 MHz/100 MHz 4-Mword 】 16-bit 】 4-bank/8-Mword 】 8-bit 】 4-bank/ 16-Mword 】 4-bit 】 4-bank
ELPIDA
HM5425161BTT-75A
256M SSTL_2 interface DDR SDRAM 143 MHz/133 MHz/125 MHz/100 MHz 4-Mword 】 16-bit 】 4-bank/8-Mword 】 8-bit 】 4-bank/ 16-Mword 】 4-bit 】 4-bank
ELPIDA
HM5425161BTT-75B
256M SSTL_2 interface DDR SDRAM 143 MHz/133 MHz/125 MHz/100 MHz 4-Mword 】 16-bit 】 4-bank/8-Mword 】 8-bit 】 4-bank/ 16-Mword 】 4-bit 】 4-bank
ELPIDA
HM5425401B
256M SSTL_2 interface DDR SDRAM 143 MHz/133 MHz/125 MHz/100 MHz 4-Mword 】 16-bit 】 4-bank/8-Mword 】 8-bit 】 4-bank/ 16-Mword 】 4-bit 】 4-bank
ELPIDA
HM5425401BTT-10
256M SSTL_2 interface DDR SDRAM 143 MHz/133 MHz/125 MHz/100 MHz 4-Mword 】 16-bit 】 4-bank/8-Mword 】 8-bit 】 4-bank/ 16-Mword 】 4-bit 】 4-bank
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HM5425401BTT-75B
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HM5425801B
256M SSTL_2 interface DDR SDRAM 143 MHz/133 MHz/125 MHz/100 MHz 4-Mword 】 16-bit 】 4-bank/8-Mword 】 8-bit 】 4-bank/ 16-Mword 】 4-bit 】 4-bank
ELPIDA
HM5425801BTT-10
256M SSTL_2 interface DDR SDRAM 143 MHz/133 MHz/125 MHz/100 MHz 4-Mword 】 16-bit 】 4-bank/8-Mword 】 8-bit 】 4-bank/ 16-Mword 】 4-bit 】 4-bank
ELPIDA
HM5425801BTT-75A
256M SSTL_2 interface DDR SDRAM 143 MHz/133 MHz/125 MHz/100 MHz 4-Mword 】 16-bit 】 4-bank/8-Mword 】 8-bit 】 4-bank/ 16-Mword 】 4-bit 】 4-bank
ELPIDA
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