SGM41100V：超紧凑的锂电池保护解决方案

在电子设备的设计中，锂电池的安全保护至关重要。SGM41100V作为一款专为锂离子/聚合物可充电电池设计的保护芯片，以其超紧凑的设计和全面的保护功能，成为了众多应用场景中的理想选择。今天，我们就来深入了解一下这款芯片。

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一、产品概述

SGM41100V由SGMICRO推出，它集成了聚合物可充电电池安全运行所需的所有保护功能，采用了微小且轻薄的UTDFN - 1.5×2 - 6L封装。这种封装设计使得它占用的空间极小，为小型可穿戴设备等产品节省了宝贵的内部空间，让电池能够更轻松地适配到有限的腔体中。

二、关键特性

1. 超紧凑保护方案

SGM41100V将所有保护功能和所需的低导通电阻断开开关集成在一个芯片上，实现了超紧凑的保护解决方案。其典型导通电阻仅为42mΩ，典型工作电流低至1.1μA，大大降低了功耗。

2. 丰富的保护功能

• 过压保护：工厂可编程过压保护（OVP）阈值选项从4.20V到4.575V，步长为0.025V，可根据不同的电池需求进行灵活设置。
• 过流保护：具备充电/放电过流保护，提供3种阈值组合选项，能够有效防止电池在充电和放电过程中因过流而损坏。
• 欠压保护：电池欠压保护提供2.6V/2.7V/2.8V/3.0V多种选项，当电池电压低于设定的欠压阈值时，及时断开放电路径，保护电池免受过度放电的损害。
• 其他保护：还具备50nA深度放电关断、输入浪涌钳位、输入过压安全、负载短路安全、反极性电池安全、输入反接安全、电池组并联安全以及锁定关闭功能，确保电池在各种异常情况下都能得到可靠保护。

三、应用领域

SGM41100V适用于多种应用场景，包括物联网设备、可穿戴设备和电池组等。在这些对空间和功耗要求较高的应用中，SGM41100V的超紧凑设计和低功耗特性能够充分发挥优势。

四、典型应用电路

文档中给出了SGM41100V的典型应用电路，在电池组装过程中，需要注意避免电池两端（P和M）短路，以确保电路的正常运行。

五、产品选型

SGM41100V提供了多种型号供选择，不同型号的过压阈值、欠压阈值和电流阈值组合有所不同。例如，SGM41100V - 420M01的过压阈值为4.20V，欠压阈值为2.6V；SGM41100V - 423N02的过压阈值为4.225V，欠压阈值为2.7V等。在选型时，需要根据具体的电池参数和应用需求来选择合适的型号。

六、电气特性

1. 过压阈值

不同型号的SGM41100V在不同温度下的过压阈值有所差异。例如，SGM41100V - 420 _在25℃时的过压阈值典型值为4.200V，在 - 40℃到 + 85℃的温度范围内，过压阈值在4.145V到4.255V之间。

2. 其他参数

导通电阻在25℃时典型值为42mΩ，在 - 40℃到 + 85℃的温度范围内为42 - 62mΩ；工作电流在25℃时典型值为1.1μA，在 - 40℃到 + 85℃的温度范围内为1.1 - 2.0μA；关断电流在25℃时典型值为0.05μA，在 - 40℃到 + 85℃的温度范围内为0.05 - 0.30μA等。

七、详细工作原理

1. 电压相关保护

• 过压保护：当电池电压达到过压阈值（VoV）时，充电路径断开。当充电器电压低于电池电压且电池电压回落到过压阈值以下约VovHYS时，充电路径再次闭合。
• 欠压保护：当电池电压低于欠压阈值（VUV）持续UVPD或SHON时间时，放电路径断开，设备进入低功耗关断状态。当充电电源接入且电池电压上升到VUV阈值以上约UVHYS时，放电路径再次闭合。

  2. 电流相关保护

• 过流保护：当放电过流情况发生并持续放电过流检测延迟（tODD）时间时，放电路径断开。经过tRETRY时间后，设备会尝试重新闭合放电路径，直到过流情况消除或电池放电至低电压进入欠压保护状态。在充电过程中，如果检测到充电过流，设备将进入锁定关闭状态，可通过移除充电器（移除电池组）来重置。
• 短路保护：当放电电流超过过流阈值时，放电路径会在toccs时间内立即断开，以保护电池免受潜在的过流应力。断开后，设备将保持锁定关闭的非导通状态，直到重新激活。

八、使用注意事项

1. 安装与操作

在电池组装过程中，要避免电池两端短路，防止产生过高的浪涌电流和电压浪涌，损坏电池和保护电路。在电池并联时，建议先将电池组置于锁定打开的非导通状态，避免电流过应力。

2. 静电防护

该芯片对静电敏感，在操作过程中需要采取适当的静电防护措施，防止ESD损坏芯片。

3. 测试与评估

在使用某些电子负载模拟器和BPM测试仪进行评估时，要注意这些设备可能产生的过大浪涌电流和电压过渡浪涌，可能会触发SGM41100V的保护功能。同时，测试时要确保外部电压和电流在绝对最大额定值范围内。

4. 参数设置

在选择保护参数时，要根据不同供应商的电池型号，咨询电池供应商以确定具体的保护限值。保护电路和充电器电路中影响相同变量的参数应进行合理设置，以确保正确的充电或放电保护顺序。例如，电池的过压阈值应比充电器的恒压阈值高50mV - 100mV。

SGM41100V以其超紧凑的设计、丰富的保护功能和良好的电气性能，为锂电池的安全保护提供了可靠的解决方案。在实际应用中，只要我们合理选型、正确使用并注意相关的注意事项，就能充分发挥其优势，保障电池的安全和稳定运行。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。