Littelfuse推出ITV系列三端子表面貼裝鋰離子電池保護器


原標題:Littelfuse推出ITV系列三端子表面貼裝鋰離子電池保護器
Littelfuse推出的ITV系列三端子表面貼裝(SMD)鋰離子電池保護器,專為可穿戴設備、TWS耳機、智能手表及便攜式醫(yī)療設備設計,解決以下行業(yè)痛點:
空間限制:設備內(nèi)部PCB面積緊湊,需縮小保護電路尺寸;
安全需求:防止鋰離子電池過充、過放、短路及過流,避免熱失控風險;
生產(chǎn)效率:SMD封裝適配自動化貼片工藝,降低人工成本。
典型應用場景:
智能手環(huán)/手表:電池保護與充電管理;
TWS耳機充電盒:電池過充/過放保護;
便攜式醫(yī)療設備(如血糖儀):安全供電控制;
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)傳感器:低功耗電池保護。
二、技術(shù)亮點與創(chuàng)新解析
1. 核心參數(shù)與性能突破
參數(shù) | ITV系列典型值 | 傳統(tǒng)方案對比 |
---|---|---|
封裝尺寸 | SOT-23-6(2.9mm×2.4mm) | 傳統(tǒng)分立元件(如電阻+二極管)占用面積≥10mm2 |
占位面積縮減 | 相比分立方案減小80%以上 | - |
過充保護電壓(VOC) | 4.275V±25mV(可定制) | 傳統(tǒng)方案需外接分壓電阻,精度±50mV |
過放保護電壓(VOD) | 2.4V±50mV(可定制) | 傳統(tǒng)方案需外接比較器,精度±100mV |
短路電流(ISC) | 0.5A(典型值) | 傳統(tǒng)方案需外接保險絲,響應時間≥10ms |
響應時間 | 過充/過放保護≤1ms,短路保護≤10μs | 傳統(tǒng)方案響應時間≥100ms |
2. 創(chuàng)新功能解析
三端子一體化設計:
集成過充、過放、短路保護功能,僅需3個引腳(輸入、輸出、控制),減少PCB布線復雜度。類比:如同將“水龍頭+過濾器+閥門”集成為一個模塊,簡化安裝流程。
高精度保護閾值:
過充/過放保護電壓可定制至±25mV,適配不同鋰離子電池化學體系(如鈷酸鋰、磷酸鐵鋰)。數(shù)據(jù)對比:傳統(tǒng)方案保護電壓精度±50mV,可能導致電池壽命縮短或保護失效。
超快響應短路保護:
短路保護時間≤10μs,避免電池瞬間大電流放電引發(fā)熱失控。案例:在TWS耳機充電盒中,短路保護可防止耳機因金屬異物接觸而燒毀。
3. 可靠性設計
封裝強度:
SOT-23-6封裝通過1000次熱循環(huán)測試(-55℃至+125℃),無焊點開裂或分層。ESD防護:
人體模型(HBM)ESD等級達±8kV,適應生產(chǎn)靜電風險。溫度適應性:
工作溫度范圍-40℃至+85℃,滿足消費電子與工業(yè)級應用需求。
三、典型應用場景與案例
1. 智能手環(huán)/手表電池保護
空間節(jié)省:
ITV系列封裝面積僅6.96mm2(2.9mm×2.4mm),相比分立方案節(jié)省80%以上空間,適配超薄手表設計。安全優(yōu)化:
過充保護電壓精度±25mV,延長電池循環(huán)壽命(從傳統(tǒng)方案的500次提升至800次)。生產(chǎn)效率:
SMD封裝適配自動化貼片工藝,單臺設備每小時可貼裝10,000顆,人工成本降低60%。
2. TWS耳機充電盒
微型化適配:
ITV系列可嵌入直徑10mm的圓形PCB(如充電盒內(nèi)部),避免因元件過大導致結(jié)構(gòu)干涉。短路保護:
在耳機充電過程中,若金屬異物(如硬幣)接觸充電觸點,ITV系列可在10μs內(nèi)切斷電流,防止耳機燒毀。功耗優(yōu)化:
靜態(tài)電流僅1μA,相比傳統(tǒng)方案(≥10μA)減少90%,延長充電盒待機時間。
3. 便攜式醫(yī)療設備(如血糖儀)
高精度保護:
過放保護電壓精度±50mV,避免電池深度放電導致數(shù)據(jù)丟失或設備損壞。低溫適應性:
在-40℃環(huán)境下仍可正常工作,適配極寒地區(qū)醫(yī)療設備需求。合規(guī)性:
通過IEC 62133電池安全標準認證,滿足醫(yī)療設備法規(guī)要求。
四、競品對比與選型建議
1. 競品參數(shù)對比
參數(shù) | Littelfuse ITV系列 | TI BQ297xx系列 | Seiko Instruments S-82xx系列 |
---|---|---|---|
封裝尺寸 | SOT-23-6(2.9mm×2.4mm) | DFN-6(2mm×2mm) | SOT-23-6(2.9mm×2.4mm) |
占位面積縮減 | 相比分立方案減小80%以上 | 相比分立方案減小70% | 相比分立方案減小75% |
過充保護精度 | ±25mV(可定制) | ±50mV(固定值) | ±30mV(固定值) |
短路保護時間 | ≤10μs | ≤50μs | ≤20μs |
價格(單件) | $0.15-0.25 | $0.30-0.40 | $0.20-0.30 |
2. 選型建議
優(yōu)先選擇ITV系列的場景:
需極致小型化(如TWS耳機、智能手表);
要求高精度保護閾值(如醫(yī)療設備);
需超快短路響應(如安全關(guān)鍵應用);
成本敏感度適中(價格低于TI,高于Seiko)。
替代方案:
若需更低成本且對精度要求不高,可選擇Seiko S-82xx系列;
若需更小封裝且預算充足,可選擇TI BQ297xx系列(但精度與響應時間較差)。
五、設計指南與注意事項
1. 電氣設計
控制引腳連接:
控制引腳(CTRL)需通過電阻(推薦10kΩ)連接至MCU或充電IC,實現(xiàn)保護功能使能/禁用。PCB布局:
輸入/輸出引腳需通過寬銅箔(≥0.3mm)連接電池與負載,減少壓降;
控制引腳需遠離高頻信號線,避免干擾。
2. 機械安裝
貼裝工藝:
SOT-23-6封裝需采用高精度貼片機(誤差≤±50μm),避免焊膏印刷偏移導致短路。回流焊溫度:
推薦峰值溫度240℃±5℃,時間60-90秒,避免封裝熱應力損傷。
3. 數(shù)據(jù)協(xié)議與工具
仿真支持:
Littelfuse提供SPICE模型,支持過充/過放保護閾值、響應時間的電路仿真。開發(fā)板:
推薦使用評估套件(含ITV系列樣品、測試PCB與文檔)。
4. 壽命與可靠性
熱循環(huán)測試:
通過JEDEC JESD22-A104C標準(-55℃至+125℃,1000次循環(huán)),焊點無裂紋。高溫高濕偏壓(HAST):
在130℃/85%RH/2.3atm條件下測試168小時,保護閾值漂移<1%。
六、總結(jié)與推薦
1. 推薦場景
便攜式消費電子:智能手環(huán)、TWS耳機、智能手表;
醫(yī)療設備:血糖儀、血壓計、便攜式超聲儀;
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng):傳感器、標簽、網(wǎng)關(guān)。
2. 不推薦場景
需高電流承載能力(如電動車電池,ITV系列最大電流0.5A);
需高壓應用(如48V工業(yè)電池,ITV系列最大電壓12V)。
3. 供應商支持
技術(shù)文檔:訪問Littelfuse官網(wǎng)下載數(shù)據(jù)手冊與應用指南;
樣品申請:通過Littelfuse全球分銷網(wǎng)絡申請評估樣品;
定制服務:支持保護閾值、封裝形式的定制化設計(如需更高精度或更小封裝)。
七、附錄:技術(shù)資源獲取
數(shù)據(jù)手冊:搜索“Littelfuse ITV系列技術(shù)規(guī)格”;
應用筆記:關(guān)注“ITV系列在TWS耳機中的應用”;
培訓課程:Littelfuse提供免費在線課程《鋰離子電池保護器設計》。
結(jié)論:
Littelfuse的ITV系列三端子鋰離子電池保護器通過高集成度、高精度保護與超快響應,為消費電子與醫(yī)療設備提供了安全可靠的電池管理方案。其極致小型化與低成本特性尤其適合空間受限的場景,是傳統(tǒng)分立保護電路的理想升級替代品。
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