SGM41105 系列：2nA 超低關斷電流小微電池保護器

　　關鍵詞：超低功耗；小封裝

　　圣邦微電子新推出的小微容量鋰電池保護器 SGM41105 系列產品，集成保護控制器和 MOSFET，并具有 2nA 船運模式功耗、亞微安級操作功耗及 1×1mm2 小封裝等特點。長續(xù)航能力是無線藍牙耳機和真無線藍牙耳機（TWS）市場持續(xù)火爆的一大動因，但電池容量因受限于體積、能量密度等因素無法再度提高，只有降低各功能電路功耗才能有效提升續(xù)航能力。SGM41105 系列的超低功耗和小封裝特性優(yōu)勢明顯，非常適用于小巧、長續(xù)航的 TWS 耳機類產品。

　　SGM41105 系列產品主要特性

　　SG Micro Corp

　　極小緊湊型二合一電池保護方案；

　　2nA 船運模式及電池欠壓關斷電流；

　　700nA 工作電流；

　　100mΩ 導通阻抗；

　　完整的充電過壓、充電過流、放電過流、過放欠壓保護功能；

　　4.225V 至 4.6V（25mV 步進）過壓保護門限可選；

　　3 種適合小微電池的過流保護門限可選；

　　2.8V/3.0V 電池欠壓保護門限可選；

　　1.2A/2.5A 放電短路電流門限可選；

　　0V 電池可充；

　　船運模式控制管腳拉低、拉高觸發(fā)可選；

　　抗輸入反接、抗電池反接；

　　工作溫度范圍 -40℃ 至 +85℃；

　　XTDFN-1×1-4L 綠色封裝。

　　超低功耗：2nA 船運模式與 700nA 工作電流

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　　SGM41105 系列產品可以通過控制“船運模式”管腳切換至船運模式。這種模式下，芯片功耗降至僅 2nA（典型值），實現(xiàn)了電池完全斷電，確保了運輸過程的安全。這一超低功耗特性，還保證了 TWS 耳機出廠后在歷經(jīng)長途運輸和長時間售前倉儲后，用戶仍然能享受到拆盒即用的體驗。

　　在電池供電的開關接通狀態(tài)下，SGM41105 系列自身功耗僅為 700nA（典型值），-40℃~+85℃ 的全溫度范圍內最大功耗也僅 1.2μA。這一特性顯著降低了 TWS 耳機等設備在待機和使用期間的無用能耗，提升了設備的續(xù)航能力。

　　靈活配置：船運模式觸發(fā)方式可選

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　　SGM41105 系列產品包含 SGM41105、SGM41106、SGM41106A 等型號，他們之間的主要差異為 PIN 腳的排列順序及觸發(fā)船運模式方式，所有型號均支持無船運模式。用戶可根據(jù)應用需求，選擇下拉觸發(fā)或上拉觸發(fā)船運模式的型號，以實現(xiàn)最佳的電路設計和性能表現(xiàn)。圖 2 和圖 3 分別是 SGM41105 系列產品無船運模式和有船運模式的典型應用電路圖。

　　定制化安全保障：多級過壓過流保護閾值選擇

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　　SGM41105 系列鋰保器件，提供全面的保護功能，包括充電過壓保護、充電過流保護、放電過流保護及過放欠壓保護功能；該器件有 16 個過壓保護閾值、2 個欠壓保護閾值、3 個過流保護閾值（過充電流、過放電流組合）和 2 個短路放電電流選項，供客戶針對不同規(guī)格的電池自由選擇。聯(lián)系圣邦微電子各地銷售或技術支持人員，即可獲得專業(yè)的咨詢意見和定制化的服務。

　　表 1 器件閾值選型

　　精確匹配：為小微電池定制過壓過流保護閾值

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　　確保電池的長期健康與安全是 TWS 耳機制造商在選擇快充技術時的首要考量因素。制造商選擇的快充電流倍率往往接近電池規(guī)格的極限，但更高的充電電流不僅可能縮短電池壽命，還可能帶來安全隱患。因此，制造商應選擇略高于實際充電電流的過充電流保護閾值，以確保電池得到恰當?shù)谋Ｗo，避免選擇同于缺乏保護的過高的保護閾值。

　　以 TWS 耳機為例，其電池容量通常在 30mAh 至 50mAh 范圍內。按照 4C 的充電倍率，快充電流大約在 120mA 至 200mA 之間。在這種情況下，推薦選擇 Option Code "C"，其保護閾值為 200mA 或 310mA，而不是 625mA，以更精確地匹配電池的實際需求。

　　同樣的原則也適用于過充電壓、過放電流和短路電流等其他保護閾值的選擇。制造商應力求選擇最接近電池規(guī)格的保護參數(shù)，以實現(xiàn)最佳的保護效果，確保電池在安全范圍內運行，延長其使用壽命，維系其長續(xù)航能力。

　　0V 可充：技術視角與應用差異

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　　“0V 可充”這一術語在客戶端頻頻被提及，這里的“0V”通常有兩種理解：

　　第一種理解是當過放電觸發(fā)欠壓保護閾，保護芯片會關閉電芯的供電通路，導致電池模組（即通常說的電池）的正負極電壓降至 0V。對于這種狀態(tài)下的“0V 可充電”，所有保護芯片，包括 SGM41105 系列，都能提供支持；第二種理解是電芯深度放電至 0V 的情況。針對這種客戶特殊需求的極端的 0V 充電場景，盡管 SGM41105 系列仍能支持，但圣邦微電子并不推薦這種做法。主要原因在于：

　　電池的化成過程需要精確控制充電電壓、電流及各狀態(tài)下的充電時長，以安全可靠地形成電池的 SEI 膜（Solid Electrolyte Interphase，固體電解質界面膜）。電池 SEI 膜通常在電壓達到 0.2V 時開始大量形成，并在 0.8V 時完全形成（不同廠家電池可能存在細微差異）。如果電芯放電至 0V，通常意味著 SEI 膜已經(jīng)消失或出現(xiàn)了局部內短路，此時繼續(xù)充電會帶來極大的安全風險。VARTA 公司在其電池操作注意事項中明確指出，當單個電池的電壓低于其規(guī)定的耗盡電壓閾值時，不得充電。

　　SGM41105 系列：型號特性與差異一覽表

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　　關于圣邦微電子

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　　圣邦微電子（北京）股份有限公司（股票代碼 300661）專注于高性能、高品質模擬集成電路的研發(fā)和銷售。產品覆蓋信號鏈和電源管理兩大領域，擁有 32 大類 5200 余款可供銷售型號，全部自主研發(fā)，廣泛應用于工業(yè)、汽車電子、通信設備、消費類電子和醫(yī)療儀器等領域，以及物聯(lián)網(wǎng)、新能源和人工智能等新興市場。

　　（轉自：圣邦微電子）