艾為推出低導(dǎo)通阻抗高可靠性鋰電池充電保護MOSFET—AW401005QCSR

手機在我們工作和生活中扮演了非常重要的角色，隨著手機屏幕亮度和刷新率的提高。手機續(xù)航問題已成了當前用戶的一個痛點，為了緩解這個問題。快充在手機中快速普及，充電功率高達上百瓦。

AW401005QCSR是一款專為手機鋰電池充電保護設(shè)計的共漏極雙MOSFET器件，可適用于33W至100W手機充電功率的應(yīng)用

產(chǎn)品規(guī)格主要參數(shù)

Package：CSP-10L

BVss ＞12V

BVgs ＞±8V

Rss(on) typ. 2.2mΩ（Vgs 4.5V）

2kV ESD HBM

WLCSP 2.98mm*1.49mm*0.11mm-10L

該產(chǎn)品特別使用了艾為第四代CSP抗水汽結(jié)構(gòu)，極大程度地解決了以往CSP芯片貼板后容易在高溫水汽環(huán)境下的失效問題，現(xiàn)已通過客戶端的可靠性驗證。

封裝信息

典型應(yīng)用圖

產(chǎn)品主要優(yōu)勢

AW401005QCSR具備優(yōu)異的參數(shù)平衡性，兼顧應(yīng)用場景的廣泛性與器件的可靠性。在相同環(huán)境下，AW401005QCSR與市面競品從導(dǎo)通電阻、耐壓(漏電)、開關(guān)速度、雪崩電流，雪崩能量幾個維度進行賽馬，歸一化得分表如下圖所示，艾為藍色線框為AW401005QCSR，灰色點線框為市面競品，可以看出AW401005QCSR在各維度都表現(xiàn)優(yōu)秀。

在相同環(huán)境下，測試AW401005QCSR與市場同類產(chǎn)品的反向充電保護時間，AW401005QCSR以72.1μs的時長通過測試。

在相同環(huán)境下，測試AW401005QCSR與市場同類產(chǎn)品的反向充電極限電壓，AW401005QCSR可承受近18.5V的高壓，優(yōu)于市場同類產(chǎn)品。

主要應(yīng)用原理

AW401005QCSR產(chǎn)品需要搭配鋰電池保護控制芯片使用，保護功能主要是充/放電截止電壓保護和過充/放電電流保護，其中充電截止電壓保護和放電截止電壓保護是由控制芯片采樣電池電壓來實現(xiàn)，過充/放電流保護通過檢測采樣電阻Rsns兩端電壓來實現(xiàn)。

充電時，電池電壓高于充電截止電壓閾值時觸發(fā)保護，VDD管腳采樣電壓值升高，保護控制芯片拉低COUT，DOUT仍為高電平，關(guān)斷MOSFET，停止充電。當電池電壓降低到充電截止恢復(fù)電壓后，VDD管腳采樣電壓值降低，COUT再次拉高，MOSFET導(dǎo)通，繼續(xù)充電。

放電時，電池電壓低于放電截止電壓閾值時觸發(fā)保護，VDD管腳采樣電壓值降低，保護控制芯片拉低DOUT，COUT仍為高電平，關(guān)斷MOSFET，停止放電。當電池電壓升高到放電截止恢復(fù)電壓后，DOUT再次拉高，MOSFET導(dǎo)通，繼續(xù)放電。

通過CS管腳采樣Rsns兩端電壓與過充/放電流保護閾值對應(yīng)的電壓閾值比較來實現(xiàn)過流保護，采用高精度的Rsns可以降低MOSFET的RSS(ON)隨溫度的變化對系統(tǒng)的影響。同時在極限的負載短路條件下，回路總阻抗較小，產(chǎn)生幾百安培的短路電流，要求在幾十或者幾百微秒的時間內(nèi)將MOSFET關(guān)斷，在關(guān)斷響應(yīng)時間內(nèi)由于電流的迅速變化，加上回路寄生電感的存在，會產(chǎn)生非常大的電壓尖峰，電壓尖峰超過MOSFET的最大耐壓值可能會導(dǎo)致MOSFET的損壞。瞬態(tài)電壓峰值與控制IC的驅(qū)動能力及回路的寄生有關(guān)，適當減緩驅(qū)動信號的上升和下降時間，可以降低電壓尖峰值。實際應(yīng)用中MOSFET的耐壓值建議可以選擇為電池包穩(wěn)態(tài)最高電壓的兩倍，留有100%的裕量。

最大充/放電流由控制芯片的保護閾值和Rsns共同決定。應(yīng)用時要先確定系統(tǒng)需要的最大工作電流，根據(jù)最大工作電流來選擇電池，通過MOSFET設(shè)定的電池最大放電電流應(yīng)大于系統(tǒng)所需要的最大工作電流，另一方面，需要小于電池最大放電能力，才能在保護電池的同時滿足系統(tǒng)需求。在應(yīng)用時也可以將MOSFET串聯(lián)使用實現(xiàn)級聯(lián)保護。