專為嵌入式系統設計的高安全性鋰電池管理IC

電動工具與電動車市場正逐漸從既有的鉛酸電池向更輕巧、容量更大的鋰電池方向傾斜。為了在這些新興的嵌入式系統中提供安全的鋰電池方案，凹凸科技(O2Micro)宣布已開發出適用于5~13節鋰電池應用的智能型電池管理技術。

與手機或筆電使用的小型鋰電池不同，在工業、運輸領域，需要的鋰電池也許不須具備精確至每1%剩余電池容量都要計算出的能力，但卻必須擁有更高的安全性──這是由于在這類應用中通常需要串連多顆電池──在高電壓條件下，要確保每個電池都處在平衡與安全狀態，是電池管理組件的最大挑戰。

“鋰電池的應用日廣，手機的單節鋰電池與筆電的4節鋰電池是應用主力，但在5節以上的應用，目前仍是尚待開墾的新興領域，”凹凸科技工程部副總裁高漢榮說。為此，該公司針對5~13節電池應用推出了OZ890系列單芯片智能型電池管理芯片──主要瞄準了電動工具、電動自行車甚至大型電動車/油電池合動力車等迄今仍以鉛酸電池為主要應用的領域。

“對電動自行車、電動車應用來說，傳統的鉛酸電池太大太笨重了，”高漢榮說。而新組件將協助運輸工具更快采用可縮小體積并減少污染的鋰電池。例如，在需要多達200節電池的應用中，采用可支持13節電池、最多16組堆棧連接的管理IC，便可達到208節的大型電池設計，但體積卻大幅縮小。

為確保鋰電池的安全與穩定性，凹凸電子開發了BDC (bleeding on demand)技術，它能隨時監控每顆電池的電壓，舉例來說，它可每0.5秒掃描一次所有電池的電壓，工程師可自行設定如20mV或40mV的閾值，當單一電池電壓高或低于這個設定閾值時，便對它充電或放電，使所有電池永遠保持在均衡狀態。

此外，電池的‘正常╱異常’狀態是由硬件邏輯狀態機獨立判定的，避免了由軟件缺陷或程序錯誤引起的誤判。該芯片同時整合了可自校準的ADC，可實現對外部物理量的精確測量，可支持LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4類型的鋰離子電池，在滿載模式下功耗1.5mA；睡眠模式下功耗50uA；休眠模式下功耗則25uA。

這一系列組件都具備過充、過溫、過放電、過流、短路、低溫保護功能，透過迅訊端口與微控制器協作，達到軟硬件雙重保護。在極端異常條件下，該組件將啟動永久失效保護功能，以終止電池的使用。永久失效保護包今了過充永久失效、電池不均衡永久失效，以及過放電永久失效。