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产品概述

BM3451 系列是*** 3/4/5 节可充电电池保护芯片，具有高集成度的特点，适用于电动工具，电动自 行车以及 UPS 后备电源等。

BM3451 通过检测各节电池的电压、充放电电流以及环境温度等信息实现电池过充、过放、放电过电流、 短路、充电过电流、温度保护等保护功能，通过外置电容来调节过充、过放、过电流保护延时。

BM3451 提供了电池容量平衡功能，消除电池包中各节电池容量差异，延长电池组寿命。 

BM3451 可以实现多个芯片级联，对 6 节或 6 节以上电池包进行保护。 

功能特点 

⑴ 各节电池的***电压检测功能； 

·过充电检测电压               3.6 V ~ 4.6 V              精度±25 mV（+25℃） 精度±40 mV（-40℃至+85℃） 

·过充电滞后电压               0.1 V                           精度±50 mV

 ·过放电检测电压              1.6 V ~ 3.0 V              精度±80 mV 

·过放电滞后电压               0 / 0.2 / 0.4 V             精度±100 mV 

 ⑵ 3 段放电过电流检测功能；

  ·过电流检测电                 10.025 V ~ 0.30 V (50 mV 步进）             精度±15 mV 

 ·过电流检测电压               2 0.2 / 0.3 / 0.4 / 0.6 V

 ·短路检测电压                  0.6V / 0.8 / 1.2 V 

 ⑶ 充电过电流检测功能； 

充电过电流检测电压          -0.03 /-0.05 / -0.1 / -0.15 / -0.2 V

 ⑷ 可应用于 3/4/5 节电池组；

 ⑸ 延时外置可调； 

·通过改变外接电容大小设置过充电、过放电、过电流 

1、过电流 2 检测延迟时间 

⑹ 内置平衡控制端子；

⑺ 可通过外部信号控制充电、放电状态； 

⑻ 充、放电控制端子输出电压 12 V； 

⑼ 温度保护功能； 

⑽ 断线保护功能； 

⑾ 低功耗；

 ·工作时（带温度保护） 25 μA 典型值 

·工作时（无温度保护） 15 μA 典型值 

·休眠时 6 μA 典型值 应用领域

 ·电动工具

 ·电动自行车

 ·UPS 后备电源 

封装形式

 ·TSSOP28

 ·TSSOP20

工作说明
1. 过充电
电池充电且 VIN >VOVCC即未发生充电过流时，只要 VC1、(VC2-VC1)、(VC3-VC2)、(VC4-VC3)或
(VC5-VC4)中任意电压值高过 VDET1并持续了一段时间 TOV，芯片即认为电池包中出现了过充电状态，
CO 由高电平变为高阻态，被外接电阻下拉至低电平，将充电控制 MOS 管关断，停止充电。
满足下面两个条件之一即可解除过充电状态：
⑴ 所有电芯的电压都低于 VREL1并持续 TREL1；
⑵ VM> 100mV（接入负载），电池电压低于 VDET1并持续 TREL1。
2. 过放电
电池放电且VIN< VOC1即未发生放电过流时，只要VC1、(VC2-VC1)、(VC3-VC2)、(VC4-VC3)或 (VC5-VC4)
中任意电压值低于 VDET2并持续了一段时间 TOVD，芯片即认为电池包中出现了过放电状态，DO 由高电平
变为低电平，将放电控制 MOS 管关断，停止放电，此时芯片进入休眠模式。
满足下面两个条件之一即可解除过放电状态（休眠状态）：
⑴ VM =0 且所有电芯的电压都高于 VREL2并持续 TREL2；
⑵ VM <-100mV（接入充电器），电池电压高于 VDET2并持续 TREL2。
3. 放电过电流
在放电时，放电电流随着负载而变化，VIN 电压随着放电电流的增大而增大。当 VIN 电压高于 VOC1并持
续一段时间 TOC1，即认为出现了过电流 1；当 VIN 电压高于 VOC2并持续 TOC2，即认为出现了过电流 2；
当 VIN 电压高于 VSHORT并持续 TSHORT，即认为出现了短路。三种中任意一种状态出现后，DO 由高电平
变为低电平，关断放电控制 MOS 管停止放电，同时，过流锁定端子 VM 端内部下拉电阻 RVMS接入。通
常 VOC1 < VOC2 < VSHORT，TOC1 > TOC2 > TSHORT。过电流保护时 DO 被锁定为低电平，断开负载即可解除
锁定。
4. 延时设置
过充电延时，过放电延时由下述公式计算（单位：s）：
Tov = 10
7 x COV Tovd = 10
7 x COVD
放电过电流 1 延时由下述公式计算（单位：s）：
Toc1 = 2 x 10
6 x COC1
放电过电流 2 延时由下述公式计算（单位：s）：
Toc2 = 2 x 10
5 x COC2
5. 充电过电流
在充电时，如果充电电流过大且 VIN<VOVCC并持续了一段时间 TOVCC，芯片认为发生了充电过电流状态，
CO 被外接电阻下拉至低电平，充电控制 MOS 管关断，必须将充电器移除才能解除。
6. 平衡功能
电池容量平衡功能是用来平衡电池组中各节电池容量。在 BM3451 系列中，当 VC1、(VC2-VC1)、
(VC3-VC2)、(VC4-VC3)或 (VC5-VC4)的电池电压都低于或都高于平衡启动阈值电压 VBAL时，外置放电
回路不会开启；否则电压高于平衡启动阈值 VBAL的电芯将开启本节平衡放电回路，将电池的电压放电至
VBAL之下。
在充电时，如果五节中电压最高的一节进入过充保护态且其平衡放电回路是开启的，充电控制 MOS 管关
断，外置的平衡放电回路将开启使该节电池电压回到过充解除阈值电压 VREL1，再打开充电控制 MOS 管
继续充电。经过足够长时间的充放电循环后，所有的电池电压将全部充至 VBAL之上，消除各节电池容量
差异。
7. 温度保护 为了防止充放电过程中电芯温度过高给电芯带来的损坏，需要进行电芯高温保护。NTC 端子连接热敏电 阻用于感应温度变化，TRH端子连接电阻用于高温保护基准的设置。过温检测时，芯片默认为放电检测。 仅当VM<-100mV 时，芯片识别为充电检测。以充电过温保护为参考，假设充电过温保护时NTC电阻阻值 RNTC，则TRH选取的电阻阻值为RTRH=2*RNTC，此时放电过温保护时对应的NTC阻值为0.27* RTRH对应的 温度。我们可通过调节RTRH大小来调节充放电过温保护的温度。 NTC 选择 B 值为 3950 的 100K 电阻，设定充电保护温度为 57℃时，对应 RNTC=27.4K，则选取 TRH 电 阻阻值为 RTRH=54K，放电过温保护时对应 NTC 电阻大小为 RNTC=14.58K，对应温度为 75℃。充电过温 保护迟滞为 5℃，放电过温保护迟滞为 10℃。所以当充电温度高于保护温度 57℃，CO 变为高阻态，由 外接电阻下拉至低电平，充电控制 MOS 管关断停止充电，当电芯温度降到 52℃时，CO 变为高电平，充 电控制 MOS 重新开启；当放电温度高于保护温度 75℃，DO 变为低电平，放电 MOS 管关断停止放电， 同时充电 MOS 管也关断禁止充电，当电芯温度降到 65℃时，DO 变为高电平，CO 变为高电平，充放电 控制 MOS 重新开启。

 8. 断线保护 当芯片检测到管脚 VC1、VC2、VC3、VC4、VC5 中任意一根或多根与电芯的连线断开，芯片判断为发 生了断线，即将 CO 输出高阻态，DO 输出低电平，此保护状态称为断线保护状态。 断线保护后，芯片进入低功耗。当断开的连线重新正确连接后，芯片退出断线保护状态。 特别注意，单芯片应用与级联应用时，均不可将芯片引脚 GND 与电芯的连线断开，若断开，芯片无法正 常工作，无法进入断线保护。 

9. 3/4/5 节电池选择 SET 电位 选择节数 短接引脚 悬空 5 - VCC 4 VC1=GND GND 3 VC1=VC2=GND 表 5 10. 级联应用 级联应用时，各 IC 均可将自身的过充电、过放电、平衡信息传输给相邻 IC。 以图 6 为例， IC1 的 DO、 CO 信号通过 DOIN、COIN 传送给 IC2， IC2 根据 DOIN、COIN 状态判断是否关断充电、放电控制 MOS 管。DOIN、COIN 优先于内部保护电路。IC 内部的平衡信息通过 BALUP、BALDN 端子进行传输，遵循 先进行组内平衡，再进行组间平衡原则。以 A、B、C 三颗 IC 级联应用为例，其组间平衡原则如下： A B C A 是否开启平衡 B 是否开启平衡 C 是否开启平衡 0 0 0 否 否 否 0 0 1 否 否 开 0 1 0 否 开 否 0 1 1 否 开 开 1 0 0 开 否 否 1 0 1 开 否 开 1 1 0 开 开 否 1 1 1 否 否 否 信号说明：IC 平衡状态：“1”表示电池组中所有电池均在平衡阈值以上，“0”表示电池组中有电池电压 在平衡阈值以下。