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戶外電源市場增速迅猛,多串锂保晶片需求暴漲,6大廠商提前布局

作者:充電頭網

戶外電源一般采用锂離子電池組或者磷酸鐵锂電池組作為儲能裝置,并通過逆變電路将電池組的直流電轉換為交流電輸出,滿足各類電器裝置的用電需求。其中,戶外電源中最常使用的就是4串和6串的電池組。

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4串到6串的電池組,搭配升降壓或者降壓電路,即可實作快充功能。另外,USB PD3.1的推出,支援48V輸出電壓,240W輸出功率,搭配合适的升降壓晶片,可以讓戶外電源實作更大功率PD快充。

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由于需要實作大功率的輸出,戶外電源必須采用多串多并的電池組,以此提高電池組的電壓和放電能力。是以,锂電保護晶片就顯得尤為重要,串聯電池使用時,由于電池自身個體差異以及工作環境溫度不一緻,會出現單體電壓不平衡的現象。

内置均衡功能的保護晶片可以在充電時,為充滿的電池自動并聯放電電阻,進而減小對應電池的充電電流,充電電流為虧電的電池充電,使電池組中各節電池的電壓都達到平衡狀态。

随着十四五規劃的出台,與新能源相關的戶外電源成為了目前的熱門産品,此前央視就專門對戶外進行了專題報道,而作為國内頭部電商平台,京東商城也專門開辟了戶外電源專區,2021年天貓618期間戶外電源頭部品牌成交額已經沖到3C數位配件行業前10,近3年增長率均在300%以上。與此同時,千瓦級戶外電源逐漸成為市場主流,戶外電源的應用範圍大大拓展。

本文将重點為大家分享幾款适用于戶外電源應用的多串電池保護晶片。

六大品牌推出30款锂電保護晶片

锂電保護晶片用于多串電池組,需要獨立檢測電池組中每節電池的電壓,進而提供電池的過充和過放保護。在單節電池電壓和電池組總電壓出現異常,或者溫度異常時,需要及時切斷電池與電路之間的連接配接,進而保護電池組和用電裝置的安全。

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根據充電頭網不完全統計,目前已有矽力傑、傑華特、創芯微、英集芯、钰泰、賽微六家廠商推出了30款锂電保護晶片,覆寫了3-18串電池組的應用,并且均适用于锂離子電池組和磷酸鐵锂電池組,其中4串锂電保護晶片适用于300-600W戶外電源産品,4串以上锂電保護晶片可用于1000W以上功率的戶外電源。

根據調研機構資料顯示,2020年便攜式儲能電源行業的市場規模已經達到了195億元,預計到2025年有望突破280億元。此外,據行業知情人士透露2021年全球戶外電源銷量已經突破千萬台,戶外電源行業各大頭部企業更是賺得盆滿缽滿。與此同時,國内多家電池行業巨頭相繼入局戶外電源産品,成為戶外電源行業的重量級選手。

戶外電源市場容量的增減,将直接帶動相關産業鍊的發展,作為戶外電源必備的多串锂電保護晶片,也将迎來出貨的高峰。下面為大家帶來各款锂電保護晶片性能簡介以及應用案例。

A03展位:Silergy矽力傑

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矽力傑推出了三款内置均衡功能的多串锂電池保護晶片,分别為支援3-6串電池的SY68920,支援6-12串電池的SY68930和支援9-18串電池的SY68940,滿足電動工具、電動自行車、锂電池儲能等系統應用。精華

值得一提的是,矽力傑串聯電池監控解決方案支援锂電池組放電過流,放電短路,電池組單體/總電壓欠壓過壓保護功能,還支援連接配接二級保護晶片,在出現故障時,保護晶片可進行模拟以及數字模式的報警信号輸出。保護晶片内置的I2C接口,支援通路電池組的單體電壓,總電壓,充放電電流及溫度參數,功能十分全面。

矽力傑SY68920

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矽力傑SY68920是一顆适用于3-6串聯锂電池應用的保護晶片,晶片内置ADC用于測量電池電壓,電池組或保護晶片溫度。晶片内置獨立ADC用于檢測電池組電流,在低側采用NMOS能夠降低成本,并提升保護闆性能。晶片支援放電過流保護,放電短路保護,支援電池欠壓和電池過壓保護。

晶片内部內建電池均衡控制功能,內建電池均衡MOS,支援警報中斷輸出,晶片具有I2C接口,可對外輸出電池狀态資訊,采用QFN5*5-32封裝。

矽力傑SY68930

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矽力傑SY68930适用于6-12串聯锂電池應用,采用QFN6*6-40封裝。晶片内部內建ADC,精準測量電池電壓、電池組或晶片溫度,并配有一個獨立的内部ADC測量電池組電流,晶片擁有放電過流保護 (OCD)、 放電短路保護 (SCD)、過壓保護 (OV)、欠壓保護 (UV)等多種保護功能等。

矽力傑SY68940

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矽力傑SY68940适用于9-18串電池組應用,采用QFN8*8-40封裝。晶片内置ADC用于測量電池電壓,電池組或保護晶片溫度。晶片内置獨立ADC用于檢測電池組電流,在低側采用NMOS能夠降低成本,并提升保護闆性能。晶片支援放電過流保護,放電短路保護,支援電池欠壓和電池過壓保護。

A09展位:JOULWATT傑華特

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傑華特針對多串電池應用,推出了一系列多串锂電保護晶片,分别為支援3-5串電池的JW3312保護晶片,支援3串電池的JW3313電池保護晶片,支援5-7串的JW3317電池保護晶片,具有數字接口,支援4-10串電池監控的JW3370電池保護晶片以及支援2-5串的二次側電池保護晶片JW3410。

傑華特JW3312

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傑華特JW3312是一顆支援3-5串锂電池的保護晶片,内部內建高精度電壓檢測電路,支援過充、過放、過流、過熱以及電池斷線保護。JW3312支援锂電池和磷酸鐵锂電池,具有25mV過充電壓檢測精度,50mV過放檢測精度,内置電池均衡功能,具有3μA待機功耗。JW3312提供TSSOP20封裝,适用于可充電锂電池組,電動工具和UPS備份電池組。

傑華特JW3313

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傑華特JW3313是一顆支援3串锂電池的保護晶片,晶片支援電池過充、過放、過電流、電池溫度以及開路檢測。JW3313支援磷酸鐵锂和锂電池應用,具備25mV過充檢測精度和80mV過放檢測精度,具備三階段過電流保護,内置高精度電池溫度檢測,支援電池過熱和過冷保護,具備1.5μA待機功耗。JW3313采用MSOP10封裝,支援可充電锂電池組,電動工具等應用。

傑華特JW3317

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傑華特JW3317是一顆支援5-7串锂電池的保護晶片,支援級聯應用,滿足14串電池保護功能。晶片内置完善的電池保護功能,具備20mV電池過充檢測精度和80mV電池過放保護精度,支援四檔充電過電流檢測,支援三檔過放電流延時,具備高精度電池溫度檢測功能,防止電池在高低溫下充電,并且防止電池放電過熱。

JW3317采用TSSOP-24封裝,支援可充電锂電池組應用,電動自行車應用,備份電池系統應用。級聯多串可滿足混合動力汽車應用。

傑華特JW3370

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傑華特JW3370是一顆支援4-10串锂電池的保護晶片,内置14位ADC用于電池電壓以及溫度采集,16位ADC用于電池充放電電流采集。JW3370支援電池均衡功能,進而延長電池組的使用壽命。JW3370支援通過SPI總線與外部單片機通信,可檢測串聯電池組中的電池電壓。

JW3370支援電池過充、過放、高低溫,過電流以及單體開路保護,JW3370支援睡眠模式和運輸模式降低電池組在庫存及運輸中的電量損耗。JW3370具備15μA睡眠電流和3μA運輸電流,采用TSSOP38封裝,支援電動自行車、備份電池應用以及混合動力汽車應用。

傑華特JW3410

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傑華特JW3410是一顆支援2到5串锂電池的二次保護晶片,内部內建高精度電壓檢測電路,用于锂電池過充保護。内置的高精度電壓檢測電路具有20mV精度,支援磷酸鐵锂及锂電池過壓保護,支援高壓锂電池應用,具備不同的釋放門檻值和動作延時。

JW3410具有獨立引腳用于過電壓信号輸出,晶片自動監測電池電壓,當出現過充或者斷線時,經過延時輸出控制信号,可用于控制MOS管或三端保險絲,切斷電路連接配接,保證電池安全。JW3410具有3μA功耗,采用MSOP8封裝,适用于可充電锂電池組,電動工具及筆記本電腦電池電壓監測。

C52展位:ICM創芯微

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創芯微針對戶外電源多串電池組,推出了4-13串聯锂電池保護晶片,分為全保護不帶均衡功能,以及全保護帶均衡功能的保護晶片,二次保護晶片具有過充保護以及完整的過充、過放+溫度保護功能,可實作雙重保護功能,進一步提升電池組的安全性。

創芯微CM1041

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創芯微CM1041系列是一款專用于4串锂/鐵電池的保護晶片,内置有高精度電壓檢測電路和電流檢測電路,通過檢測各節電池的電壓、充放電電流及溫度等資訊,實作電池過充電過放電放電過電流、短路、充電過電流、過溫等保護功能,可通過外接電容來調節過充電、過放電、過電流保護延時。

創芯微CM1341

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創芯微CM1341系列是一款專用于4串锂/鐵電池的保護晶片,内置有高精度電壓檢測電路和電流檢測電路。通過檢測各節電池的電壓、充放電電流及溫度等資訊,實作電池過充電過放電均衡、斷線、低壓禁充、放電過電流、短路、充電過電流和過溫保護等功能,放電過流保護延時外置電容可調,其他保護延時内置。

創芯微CM1051

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創芯微CM1051 系列是一款專用于 5 串锂電池或聚合物電池的保護晶片,内置有高精度電壓檢測電路和電流檢測電路,通過檢 測各節電池的電壓、充放電電流及溫度等資訊,實作電池過充電、過放電、放電過電流、短路、充電過電流、過溫等保護功 能,可通過外接電容來調節過充電、過放電、過電流保護延時。

創芯微CM1361

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創芯微CM1361系列是一款專用于6串锂/鐵電池的保護晶片,内置有高精度電壓檢測電路和電流檢測電路。通過檢測各節電池的電壓、充放電電流及溫度等資訊,實作電池過充電、過放電均衡、斷線、低壓禁充、放電過電流、短路、充電過電流和過溫保護等功能,放電過流保護延時外置電容可調,其他保護延時内置。

創芯微CM1250

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創芯微CM1250 系列産品内置高精度的電壓檢測電路和延遲電路,是一款用于可充電電池的二級保護晶片。通過檢測電池包中 每一節電芯的電壓,為電池包提供過充電保護。

創芯微CM1270

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創芯微CM1270 系列産品内置高精度的電壓檢測電路和延遲電路,是一款用于可充電電池的二級保護晶片。通過檢測電池包中 每一節電芯的電壓,為電池包提供過充電保護。

B96展位:INJOINIC英集芯

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英集芯推出了5款戶外電源锂電保護晶片,支援2-10串锂電池應用,可滿足聚合物锂電池和锂離子電池組的應用,可以為電池組提供過流、過壓以及過放保護。

英集芯IP3254

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英集芯IP3254電池保護晶片采用TSSOP16封裝,支援磷酸鐵锂和锂電池應用,根據電池電壓不同有多種型号可選擇,充分滿足多種電池應用需求。不光可用于移動電源内置電池保護功能,還可為小功率的戶外電源提供内置電池保護功能。

英集芯IP3254支援锂電池過充、過放、放電過流、充電過流保護。内部內建均衡電路,無需外部元件即可實作電池充電均衡,支援外擴MOS增加電池均衡電流。

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英集芯IP3254規格資料。

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英集芯IP3255

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英集芯IP3255系列内置高精度電壓檢測電路和延遲 電路,是用于 3 節或 4 節串聯锂離子/聚合物可充電電池保護的 IC。通過 SEL 端子的切換,可用來保護 3 節或 4 節串聯電池。内置充放電 NTC 高低溫保護功能。

英集芯IP3259

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英集芯IP3259系列内置高精度電壓檢測電路和延遲電路,是用于 3/4/5 節串聯锂離子、聚合物可充電電池保護的 IC。IP3259内置電池電量均衡功能,有效減小因電池參數不一緻和老化導緻的電池電壓不 比對,延長電池使用時間和壽命。該晶片還内置了充放電 NTC 高低溫保護功能。并可以通過晶片級聯增加保護電池節數。

英集芯IP3267

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英集芯IP3267 系列内置高精度電壓檢測電路和延遲電路,是用于 5-10 節串聯锂離子、聚合物和磷酸鐵锂可充電電池保護的 IC。IP3267 内置高精度檢測電路,支援過壓、欠壓、三段過放電流保護、充電過流保護、斷線檢測保護和電池均衡功能。内置均衡電路,不需要任何外圍元件即可實作電池充放電均衡,并且還可以外擴 MOS 管增大均衡電流。IP3267内置充放電 NTC 檢測電路,對電池進行高低溫保護。

A10展位:ETA钰泰

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钰泰半導體針對多串锂電池應用推出了一款電池均衡晶片。

钰泰ETA3001

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钰泰ETA3001是一種感應式電池平衡器,采用DFN2x2封裝,與傳統的被動平衡技術不同,該晶片采用了一種帶有感應器的控制方案,在兩個單元之間攪動電流,直到單元達到平衡。由于開關特性,傳統線性平衡技術産生的熱量和功率損耗大大減少;由于更高的平衡電流不受封裝散熱的限制,平衡時間也顯著縮短。

ETA3001在待機狀态下僅消耗電池的2uA超低電流,延長了電池的儲存時間。兩個電池的最終平衡電壓也非常精确,這提高了串聯電池的性能和壽命。ETA3001還可用于多個單元堆疊,單元數為偶數。ETA3001具有與電池充電中的預處理類似的保護功能,即當一個電池的電壓明顯低于另一個電池時,平衡電流會降低到安全水準,直到較低電壓的電池充電。

Cellwise賽微

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賽微微電推出了5款锂電池保護晶片,滿足3串到10串锂電池及磷酸鐵锂電池應用。保護晶片能夠為電池提供過充、過放,過流保護功能以及均衡功能,并支援外接熱敏電阻檢測電池溫度,提供電池溫度保護功能,確定電池在安全的溫度範圍下使用,晶片内置均衡功能,能夠消除由于電池自耗電以及大倍率充放電導緻的電池不平衡,進而延長锂電池組的使用壽命以及續航時間,充分釋放電池容量。

賽微CW1244

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賽微CW1244 系列産品是一款高度內建的 3~4 串锂離子電池或锂聚合物電池保護晶片,可以為電池包提供過充、過放、充放電過流、斷線、充放電過溫保 護以及均衡功能。

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賽微CW1244詳細規格資料。

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賽微CW1353

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賽微CW1353系列産品是一款内置高精度檢測電路和延遲電路的锂電池保護晶片,适用于4~5串锂離子電池或锂聚合物電池包。為锂電池包提供過充電檢測、過放電檢測、過電流檢測、均衡、斷線檢測以及充放電高低溫等保護功能。

賽微CW1353内置MOSFET驅動功能,支援外部PWM信号通過DCTRL端子來控制DO端子輸出,實作電機調速以及軟啟動功能。

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賽微CW1073

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賽微CW1073系列産品是一款内置高精度檢測電路和延遲電路的锂電池保護晶片,适用于6~7串锂離 子電池或锂聚合物電池包。為锂電池包提供過充電檢測、過放電檢測、過電流檢測、均衡、斷線檢測以及充放電高低溫等保護功能。

賽微CW1073内置MOSFET驅動功能,支援外部PWM信号通過DCTRL端子來控制DO_PWM端子輸出,實作電機調速以及軟啟動功能。

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賽微CW1274

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賽微CW1274系列産品是一款高度內建的 4~7 串锂離子電池或锂聚合物電池保護晶片。賽微CW1274 為電池包提供過充、過放、充放電過流、斷線、充放電過溫保護以及均衡功能,并支援晶片級聯使用。

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賽微CW1104

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賽微CW1104 系列産品是一款高度內建的 7~10 串锂離子電池或锂聚合物電池保護晶片。賽微CW1104為電池包提供過充、過放、充放電過流、斷線、充放電過 溫保護以及均衡功能,并支援電子鎖功能。

充電頭網總結

近年來,戶外電源市場市場發展迅速,除了現有的電小二、正浩、鉑陸帝等上百家現有的品牌之外,華為、欣旺達、甯德時代等行業巨頭也相繼入局。與此同時,自從國家十四五規劃出台以來,戶外電源作為一種綠色清潔能源成為了行業的焦點,前景可觀。

在日常生活中,戶外電源的應用場景非常廣泛,産品容量和功率也越來越大,同時這也對電池組以及锂電保護電路提出了更高的要求。锂電保護晶片是整個電池組保護電路的核心器件,對電池組使用壽命以及整個電源系統的穩定性、安全性至關重要。

目前矽力傑、傑華特、創芯微、英集芯、钰泰、賽微等多家本土晶片企業均在多串锂電保護晶片領域有所布局,能夠覆寫數千瓦功率戶外電源的應用。在快速發展的戶外電源市場中,為廠商提供了完整的锂電保護方案。

據悉,2022(春季)戶外電源大會将于3月25日在深圳福田會展中心舉辦,屆時将有包括锂電保護晶片、主要晶片、戶外電源工廠、品牌等産業鍊相關供應商出席,分享最新的産品資訊以及市場趨勢。

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