意法半导体量产L9962锂电池管理IC：支持10节电芯，集成70mA均衡与0.25%电流精度
新闻要点
- ST（意法半导体）开始量产支持最多10节电芯的锂电池管理IC「L9962」
- 集成12bit ADC与70mA电芯均衡功能，可高速修正电芯电压
- 在全温度范围内实现0.25%的电流测量精度，保护电池免受过流与短路影响
STMicroelectronics（意法半导体）宣布推出面向最多10节串联锂离子电池及锂聚合物电池组的管理IC「L9962」，并已启动量产。
该芯片集成12bit A/D转换器（ADC）与最大70mA的电芯均衡（cell balancing）功能，可在监测各电芯电压的同时修正其不一致性。除电压、电流、温度监测外，过压、欠压、过流、短路等保护功能也被集成于单一芯片之中。
其目标应用包括无绳电动工具、医疗设备、电动助力自行车与e-bike等小型电动车辆，以及包含不间断电源（UPS）在内的备用储能系统。
连续监测最多10节电芯电压
在锂电池组中，串联电芯的特性与劣化状态一旦出现差异，充放电时的电芯电压也会随之产生偏差。
当部分电芯比其他电芯更早达到上限电压或下限电压时，电池组整体可用的容量将受到限制，过充或过放还可能影响安全性与寿命。
L9962以可编程的循环时间连续测量各电芯电压，并检测过压或欠压。当电芯之间出现电压差时，通过最大70mA的电芯均衡电流修正电压，使各电芯的充电状态保持一致。
该芯片还具备将总堆叠电压与各电芯电压测量值之和进行比较的有效性校验功能。通过检出测量结果的不一致，提升电池组监测的精度与可靠性。
全温度范围内实现0.25%的电流测量精度
L9962集成高精度电流检测放大器，通过库仑计数（coulomb counting）方式测量电池组的充放电电流。
库仑计数是一种对流入电池或从电池流出的电流进行时间积分、从而算出充放电电量的方法，用于估算电池的充电状态（SOC），以判断设备的剩余使用时间与充电时机。
在制造工序中实施单点校准，即可在整个工作温度范围内实现0.25%的电流测量精度。当充电电流或放电电流超过设定值时，保护功能将会启动；放电回路上发生短路时同样能够保护电池。
得益于高精度的电流测量能力，基于实际充放电量估算SOC的精度得以提高，从而更高效地利用电池容量。
采用NTC热敏电阻监测电池温度
温度监测采用基于NTC（负温度系数）热敏电阻的比例测量方式。
锂电池在高温或低温环境下充放电，可能影响其性能、寿命与安全性。因此需要监测电池组温度，在超出规定范围时限制或停止充放电。
L9962根据NTC热敏电阻获取的信息，检测电池组的过温与低温状态。通过单芯片监测电压、电流与温度，维持电池的性能与安全性。
待机时5μA，深度睡眠时2μA
L9962具备低功耗模式：待机模式的电流消耗为5μA，深度睡眠模式为2μA。
电动工具、e-bike、便携式医疗设备等产品，实际使用时间往往短于待机或保管时间。如果电池管理IC自身在待机期间耗电，设备在未使用时的电池余量也会减少。
通过抑制静态电流，可以延长设备的待机与保管期限，并减少产品从制造、运输到销售期间产生的电池消耗。
该芯片还内置可在待机模式下工作的3.3V低压差（LDO）稳压器，能够为外置微控制器、指示灯LED等供电，在维持电池管理所需最低限度功能的同时，抑制整个系统的待机功耗。
内置保险丝控制与继电器预驱动器
除电池组的保险丝控制功能外，L9962还搭载用于驱动继电器的高边与低边预驱动器。
在检测到异常时，可简化利用保险丝或继电器将电池组与设备断开的电路。通过减少外置元件，有助于降低印制板的实装面积与部件成本，推动电池管理系统小型化。
与主机系统的连接采用I2C接口。除可由微控制器设定电芯电压的测量间隔等参数外，还可读取充电状态（SOC）、健康状态（SOH）等电池管理所需的信息。
设备侧可利用L9962获取的电压、电流与温度信息，执行电池余量显示、充电控制、更换时期通知以及异常发生时的停机处理等。
面向电动工具、e-bike、UPS等领域
L9962主要面向使用多节串联电芯的无绳电动工具、便携式及半便携式医疗设备、电动助力自行车、e-bike、踏板车等小型电动车辆。
此外，它也可用于停电时向设备供电的UPS及备用储能系统。UPS要求在长期待机后仍能维持所需容量，并在停电时可靠动作，因此低静态电流与电芯电压的监测、修正十分重要。
L9962采用48引脚TQFP封装，外形尺寸为7mm×7mm，1000个采购时的单价约为2.89美元，目前已进入量产。
ST表示，通过将监测、电芯均衡、电流与温度测量、保护以及保险丝和继电器控制集成于单芯片，可减少外置电路，并助力各类电池驱动设备延长运行时间、提升安全性、延长电池寿命。
