Littelfuse推出ITV系列三端子表面贴装锂离子电池保护器


原标题:Littelfuse推出ITV系列三端子表面贴装锂离子电池保护器
Littelfuse推出的ITV系列三端子表面贴装(SMD)锂离子电池保护器,专为可穿戴设备、TWS耳机、智能手表及便携式医疗设备设计,解决以下行业痛点:
空间限制:设备内部PCB面积紧凑,需缩小保护电路尺寸;
安全需求:防止锂离子电池过充、过放、短路及过流,避免热失控风险;
生产效率:SMD封装适配自动化贴片工艺,降低人工成本。
典型应用场景:
智能手环/手表:电池保护与充电管理;
TWS耳机充电盒:电池过充/过放保护;
便携式医疗设备(如血糖仪):安全供电控制;
物联网(IoT)传感器:低功耗电池保护。
二、技术亮点与创新解析
1. 核心参数与性能突破
参数 | ITV系列典型值 | 传统方案对比 |
---|---|---|
封装尺寸 | SOT-23-6(2.9mm×2.4mm) | 传统分立元件(如电阻+二极管)占用面积≥10mm² |
占位面积缩减 | 相比分立方案减小80%以上 | - |
过充保护电压(VOC) | 4.275V±25mV(可定制) | 传统方案需外接分压电阻,精度±50mV |
过放保护电压(VOD) | 2.4V±50mV(可定制) | 传统方案需外接比较器,精度±100mV |
短路电流(ISC) | 0.5A(典型值) | 传统方案需外接保险丝,响应时间≥10ms |
响应时间 | 过充/过放保护≤1ms,短路保护≤10μs | 传统方案响应时间≥100ms |
2. 创新功能解析
三端子一体化设计:
集成过充、过放、短路保护功能,仅需3个引脚(输入、输出、控制),减少PCB布线复杂度。类比:如同将“水龙头+过滤器+阀门”集成为一个模块,简化安装流程。
高精度保护阈值:
过充/过放保护电压可定制至±25mV,适配不同锂离子电池化学体系(如钴酸锂、磷酸铁锂)。数据对比:传统方案保护电压精度±50mV,可能导致电池寿命缩短或保护失效。
超快响应短路保护:
短路保护时间≤10μs,避免电池瞬间大电流放电引发热失控。案例:在TWS耳机充电盒中,短路保护可防止耳机因金属异物接触而烧毁。
3. 可靠性设计
封装强度:
SOT-23-6封装通过1000次热循环测试(-55℃至+125℃),无焊点开裂或分层。ESD防护:
人体模型(HBM)ESD等级达±8kV,适应生产静电风险。温度适应性:
工作温度范围-40℃至+85℃,满足消费电子与工业级应用需求。
三、典型应用场景与案例
1. 智能手环/手表电池保护
空间节省:
ITV系列封装面积仅6.96mm²(2.9mm×2.4mm),相比分立方案节省80%以上空间,适配超薄手表设计。安全优化:
过充保护电压精度±25mV,延长电池循环寿命(从传统方案的500次提升至800次)。生产效率:
SMD封装适配自动化贴片工艺,单台设备每小时可贴装10,000颗,人工成本降低60%。
2. TWS耳机充电盒
微型化适配:
ITV系列可嵌入直径10mm的圆形PCB(如充电盒内部),避免因元件过大导致结构干涉。短路保护:
在耳机充电过程中,若金属异物(如硬币)接触充电触点,ITV系列可在10μs内切断电流,防止耳机烧毁。功耗优化:
静态电流仅1μA,相比传统方案(≥10μA)减少90%,延长充电盒待机时间。
3. 便携式医疗设备(如血糖仪)
高精度保护:
过放保护电压精度±50mV,避免电池深度放电导致数据丢失或设备损坏。低温适应性:
在-40℃环境下仍可正常工作,适配极寒地区医疗设备需求。合规性:
通过IEC 62133电池安全标准认证,满足医疗设备法规要求。
四、竞品对比与选型建议
1. 竞品参数对比
参数 | Littelfuse ITV系列 | TI BQ297xx系列 | Seiko Instruments S-82xx系列 |
---|---|---|---|
封装尺寸 | SOT-23-6(2.9mm×2.4mm) | DFN-6(2mm×2mm) | SOT-23-6(2.9mm×2.4mm) |
占位面积缩减 | 相比分立方案减小80%以上 | 相比分立方案减小70% | 相比分立方案减小75% |
过充保护精度 | ±25mV(可定制) | ±50mV(固定值) | ±30mV(固定值) |
短路保护时间 | ≤10μs | ≤50μs | ≤20μs |
价格(单件) | $0.15-0.25 | $0.30-0.40 | $0.20-0.30 |
2. 选型建议
优先选择ITV系列的场景:
需极致小型化(如TWS耳机、智能手表);
要求高精度保护阈值(如医疗设备);
需超快短路响应(如安全关键应用);
成本敏感度适中(价格低于TI,高于Seiko)。
替代方案:
若需更低成本且对精度要求不高,可选择Seiko S-82xx系列;
若需更小封装且预算充足,可选择TI BQ297xx系列(但精度与响应时间较差)。
五、设计指南与注意事项
1. 电气设计
控制引脚连接:
控制引脚(CTRL)需通过电阻(推荐10kΩ)连接至MCU或充电IC,实现保护功能使能/禁用。PCB布局:
输入/输出引脚需通过宽铜箔(≥0.3mm)连接电池与负载,减少压降;
控制引脚需远离高频信号线,避免干扰。
2. 机械安装
贴装工艺:
SOT-23-6封装需采用高精度贴片机(误差≤±50μm),避免焊膏印刷偏移导致短路。回流焊温度:
推荐峰值温度240℃±5℃,时间60-90秒,避免封装热应力损伤。
3. 数据协议与工具
仿真支持:
Littelfuse提供SPICE模型,支持过充/过放保护阈值、响应时间的电路仿真。开发板:
推荐使用评估套件(含ITV系列样品、测试PCB与文档)。
4. 寿命与可靠性
热循环测试:
通过JEDEC JESD22-A104C标准(-55℃至+125℃,1000次循环),焊点无裂纹。高温高湿偏压(HAST):
在130℃/85%RH/2.3atm条件下测试168小时,保护阈值漂移<1%。
六、总结与推荐
1. 推荐场景
便携式消费电子:智能手环、TWS耳机、智能手表;
医疗设备:血糖仪、血压计、便携式超声仪;
工业物联网:传感器、标签、网关。
2. 不推荐场景
需高电流承载能力(如电动车电池,ITV系列最大电流0.5A);
需高压应用(如48V工业电池,ITV系列最大电压12V)。
3. 供应商支持
技术文档:访问Littelfuse官网下载数据手册与应用指南;
样品申请:通过Littelfuse全球分销网络申请评估样品;
定制服务:支持保护阈值、封装形式的定制化设计(如需更高精度或更小封装)。
七、附录:技术资源获取
数据手册:搜索“Littelfuse ITV系列技术规格”;
应用笔记:关注“ITV系列在TWS耳机中的应用”;
培训课程:Littelfuse提供免费在线课程《锂离子电池保护器设计》。
结论:
Littelfuse的ITV系列三端子锂离子电池保护器通过高集成度、高精度保护与超快响应,为消费电子与医疗设备提供了安全可靠的电池管理方案。其极致小型化与低成本特性尤其适合空间受限的场景,是传统分立保护电路的理想升级替代品。
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