mc33351adtb ON Semiconductor, mc33351adtb Datasheet - Page 10

• Manufacturer Part Number: mc33351adtb
• Description: Lithium Battery Protection Circuit For Three Battery Packs
• Manufacturer: ON Semiconductor

INTRODUCTION
equipment has dramatically increased the requirements of
battery performance. Today’s most attractive chemistries
include lithium−polymer, lithium−ion, and lithium−metal.
Each of these chemistries require electronic protection in
order to constrain cell operation to within the manufacturers
limits.
and discharge termination limits for both voltage and current
in order to maximize cell capacity, cycle life, and to protect
the end user from a catastrophic event.
limits, programmable cell voltage balancing, low operating
current, a virtually zero current sleepmode state, and
requires few external components.
OPERATING DESCRIPTION
the battery pack where it can be continuously powered from
three lithium cells. In order to maintain cell operation within
specified limits, the protection circuit senses both cell
voltage and discharge current, and correspondingly controls
the state of two P−channel MOSFET switches. These
switches, Q1 and Q2, are placed within the series path of the
positive terminal of cell 3 and the positive terminal of the
battery pack. For lowside current limit sense, a resistor is
placed within the series path of the negative terminal of Cell
1 and the negative terminal of the battery pack. This
configuration allows the protection circuit to interrupt the
appropriate charge or discharge path FET in the event that
a programmed voltage or current limit for any cell has been
exceeded.
follows. Refer to the detailed block diagram shown in
Figure 1.
Voltage Sensing
of the Cell Selector in conjunction with the Floating
Over/Under Voltage Detector and Reference block. The Cell
Selector applies the voltage of each cell across an internal
resistor divider string. The voltage at each of the tap points
is sequentially polled and compared to an internal reference.
If a limit has been exceeded, the result is stored in the
Over/Under Data Latch and Control Logic block. The Cell
Selector is gated on for a 4.0 ms period at a fixed one second
repetition rate. This low duty cycle sampling technique
reduces the average load current that the divider presents
across each cell, thus extending the useful battery pack
capacity.
The demand for smaller lightweight portable electronic
Rechargeable lithium−based cells require precise charge
The MC33351A features internally−fixed cell voltage
The MC33351A is specifically designed to be placed in
A functional description of the protection circuit blocks
Individual cell voltage sensing is accomplished by the use
OPERATING DESCRIPTION
http://onsemi.com
10
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
floating comparator and voltage divider, a significant
reduction of circuitry and trim elements is achieved. This
results in a smaller die size, lower cost, and reduced
operating current.
Sequence
By incorporating this polling technique with a single
Polling
1
2
3
4
5
6
Figure 12. Simplified Smart Battery Pack
Cell 3
Cell 2
Cell 1
Á Á Á Á
Á Á Á Á
Á Á Á Á
Á Á Á Á
Á Á Á Á
Á Á Á Á
Á Á Á Á
Á Á Á Á
Á Á Á Á
Á Á Á Á
Á Á Á Á
Á Á Á Á
Á Á Á Á
Á Á Á Á
Cell Sensing Sequence
Time
(ms)
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
16
17
18
19
12
14
15
20
13
3
6
1
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
4
7
MC33351A
Sensed
Cell 1
Cell 2
Cell 3
Cell 1
Cell 2
Cell 3
Cell
5
9
1
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Á Á Á Á Á
Undervoltage
Undervoltage
Undervoltage
Overvoltage
Overvoltage
Overvoltage
8
2
Tested
Limit
10