2024年9月12日发(作者：依环)
２０１０年第８期 福建 电脑 １０５
ＩＳＬ９２０８芯片的工作原理及应用
张荣刚１．陈金佳
ｆ １．福建师范大学福清分校福建福清３５０３００ ２．ｚＰ￣－￣职业大学福建泉州３６２０００）
【摘 要】：随着电动工具及电动车的广泛使用，供电系统要有更好的安全性和更长的时间。用户使用
相同性能的锂离子组成的电池包时．应如何提高电池包的工作时间，本文介绍的采用１ＳＬ９２０８组成的控制
系统．可以很好地提高锂离子电池包的安全性和时间寿命。
【关键词】：集成电路，锂离子电池，微控制器
锂离子电池作为一种先进的新型高能化学能源．锂 间
离子电池不仅广泛应用在手机、笔记本电脑等便携电子 ２、自动ＦＥＴ关断，电池和ＩＣ内部过热时电池平衡
产品中，而且逐步取代铅酸、镍镉、镍氢电池，应用在动禁止
力能源方面．锂离子电池有更大的发展空间【１】。使用中， ３、快速短路关断
用户对电池的安全性和使用时间也有更高的要求，特别４、过流检测可以使用感应电阻、ＦＥＴｒ 或感应
是对于电池包的使用寿命．都希望电池包的寿命能达到 ＦＥＴ
极限．为了能使锂离子电池包能有较长的使用寿命．必 ５、４个电池包软件控制标志
须保证电池包在充放电时的平衡。单芯片ＩＳＬ９２０８电池 ６、允许３个不同的ＦＥＴ控制
组ＩＣ是业界首款集成型模拟前端．用于在多电芯锂离 ７、集成的带２００￣Ａ开启电流和１５０ｍＡ关断电流
子电池组中实现电池平衡和过电流保护［２１。 充放电ＦＥＴ驱动电路
一
、
ＩＳＬ９２０８芯片简介 ８、１０％精确的３．３Ｖ稳压器
１、ＩＳＬ９２０８芯片功能【。】 ９、在１００￣ｓ内稳定监测电池电压输出
ｌＯ、内部电池平衡ＦＥＴ对每个电池控制２００ｍＡ平
衡电流Ｉ
１１、简单的Ｉ２Ｃ主机接口
１２、可编程下降沿或者上升沿唤醒的休眠功能
１３、＜１０￣Ａ的休眠模式
２、ＩＳＬ９２０８的引脚定义
ＩＳＬ９２０８各引脚的定义如图２所示ｐ】：
呈望委磊 釜２ ｌ
——ｒｒＴ．Ｔ１１１ ｒｒＴＴ１１１—ｒｒ
图Ｉ ＩＳＬ９２０８的内部结构
针 曷ｕ８ ｕ５
３１ ２４Ｃ
图１是ＩＳＬ９２０８的内部结构图．它支持５—７串电
】２ ２３Ｃ
池的电池包，它提供集成的过流保护电路、短路保护和
３ ３ 趋Ｃ
】４ Ｃ
内部３．３Ｖ稳压器。内置电池平衡开关、电池电压监测
］５ ２ｏＣ
电平转换器、外部ＦＥＴ驱动电路控制充电放电，存储
］６ ＇９Ｃ
】７ １ｅＣ
可选的过流或者短路门限的内部寄存器．外部微控制
］８ｇ １ｏ ２ １３…５ １６’ ｃ
器通过Ｉ２Ｃ串行接口设置寄存器代表的门限值．内部
ｎ ｎ—ｎ ｎ ｎ ｎ ｎ
—
ＪＪ０ＪＪＪ—｜一工上＿ｌ＿‘ＪＪ－ＪＬＬ上．一
寄存器也存放过流和短路保护延时。ＩＳＬ９２０８使用内部
巷；§ｉ菪ｉ吾墨
模拟多路器监测每个电池电压以及内部和外部温度提
供给带ＭＤ转换功能的独立的微控制器．微控制器的
图２ ＩＳＬ９２０８的引脚图
软件执行包括了过流和短路关断等所有电池包的控制
ＶＣ７ⅣＣＣ：Ｃｅｌｌ７正极输入／Ｖｅｅ电源
功能。它的性能主要有以下几个方面。 ＶＣＥＬＬＮ：Ｎ节电池电压输入
１、软件可选的过流保护电压和可选的过流保护时 ＣＢＮ：电芯平衡ＦＥＴＳ控制脚
１０６
ＶＳＳ：接地
福建电脑 ２０１０年第８期
ＤＳＲＥＦ：放电检测电流参考点
ＤＳＥＮＳＥ：放电电流检测脚
ＣＳＥＮＳＥ：充电电流检测脚
ＤＦＥＴ：放电ＦＥＴ控制
ＣＦＥＴ：充电ＦＥＴ控制．
状态。充放电ＦＥＴ可以由ＩＳＬ９２０８直接控制，它们可提
供自动保护机制．以最大限度降低微控制器在出现诸
如过电流或者短路等严重错误状态时导致保护延迟的
可能性。ＩＳＬ９２０８可以将任何错误情况发送给微控制
器。
ＩＳＬ９２０８通过检测ＣＳＥＮＳＥ引脚上的电压来监测
充电是否完成 当任何一节电池电压大于极限电／￣－：－（４．
２Ｖ）时，ＭＣＵ监测到此信号，判断充电已过压，可以发
ＶＭＯＮ：放电负载检测
ＡＯ：模拟多路输出
ＴＥＭＰ３Ｖ：温度检测输出控制
ＴＥＭＰＩ：温度检测输入
ＲＧＯ：校准电压输出
ＲＧＣ：稳压输出控制
ＷＫＵＰ：唤醒电压端
ＳＤＡ：串行数据线
ＳＣＬ：串行时钟线
二、ＩＳＬ９２０８的工作过程及应用
出信号让ＩＳＬ９２０８关闭ＦＥＴ．也可以让充电器停止充
电。当ＩＳＬ９２０８检测到充电过流时，功率ＦＥＴ被关断，
充电过流自动保护在设置ＤＥＮＯＣＣ为１时禁止 ＭＣＵ
能开启ＦＥＴ从过流条件下恢复．
但要等到电芯电压从过充状态恢复以及过流状态
撤除以后．或者微控制器等到电池包除掉充电器重新
接上。
ＩＳＬ９２０８通过检测ＤＳＥＮＳＥ的电压持续不断地监
图３所示是一个７ｃｅｌｌ的锂离子电池控制电路图 测放电电流。如果电压超过设定值．时间超过设定的延
该图利用两个ＭＯＳＦＥＴ的单路径对充放电电流进行 时．ＩＳＬ９２０８自动关断功率ＦＥＴｓ．以此防止电流流过
控制，同时具有过流和出现短路时的电池电流临测、单 Ｐ＋Ｐ一端，电动机停止工作。在过流发生后，ＩＳＬ９２０８自
芯电压监测、电池温度监测以及高达２００ｍＡ平衡电流
动关断ＣＦＥＴ和ＤＦＥＴ脚的电压．ＤＦＥＴ输出驱动放电
的快速电量平衡等功能Ｉ ＦＥＴ门极到低电平．迅速关闭ＦＥＴ．放电ＦＥＴ的门极通
过一个电阻拉低后关断ＣＦＥＴ 通过关断ＦＥＴ，ＩＳＬ９２０８
防止电池包由于电芯电流过大造成损坏 当ＩＳＬ９２０８
探测到放电过流条件时，功率ＦＥＴ都关断。放电时，过
流自动响应可以由ＤＥＮＯＣＤ设置为１禁止．微控制器
能在任何时候开启ＦＥＴ从过流条件下恢复．但是应该
开启负载监视功能．监视ＬＤＦＡＩＬ位检查过流状态是
否被解除
三、结束语
本文介绍了ＩＳＬ９２０８的功能及应用．运用该芯片，
锂离子电池包控制系统可以很好地实现电池平衡并进
图３ ７ｃｅｌｌ充电／放电应用电路Ｉ羽
行过流保护．较好地提高电池包的使用效率和使用时
间．因此该芯片将广泛地应用在电动工具和电动车上。
参考文献：
图３中．微控制器可以选择有１２＿ｂｉｔ或更高精度
ＡＤＣ的ＭＣＵ。ＩＳＬ９２０８支持Ｉ２Ｃ串行总线协议．因此
ＭＣＵ通过ＳＤＡ和ＳＣＬ对ＩＳＬ９２０８进行状态监测和控
［１］何祚庥著．锂电池一定会有更大的发展空间Ⅱ】．中国自行车，
制。ＦＥＴ开关管可使用ＩＲＦ７４６９，感应电阻可以采用０．
２００７．１１：７
２］ｈｔＴ：／／ｗｗｗ．ｅｅｐｗ．ＣＯＢ．ｃｎ／ｅｖｅｎｔ／ＩＣ２００７／ｌ—ＩＳＬ９２０８．ｈｔｍｌ
０５欧的精密电阻。ＩＳＬ９２０８以模拟前端的方式运行．并
【
３］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｎｔｅｒｓｉｌ．ｃｏｍ／ｄａｔａ／ｆｎ／ｆｎ６４４６．ｐｄｆ
且同ＭＣＵ协同工作。ＩＳＬ９２０８能实现电池电压的电平
［
４］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｎｔｅｒｓｉｌ．ｃｏｍ／ｄａｔａ／ａｎ／ａｎ１ ３３３．ｐｄｆ
转换．并且通过ＡＯ引脚将电池电压输出，微控制器通
［
过Ｉ２Ｃ总线循环采集监测每一个电池芯在充放电时的
－
［５］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｎｔｅｒｓｉｌ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｄｅｖｉｃｅｉｎｆｏ．ａｓｐ？ｐｎ ＩＳＬ９２０８
＋一＋一＋－＋－＋一＋一＋一＋
＋－＋－＋－＋－—・ －＋
ｆ上接第７９页１
［２】程胜利计算机病毒及其防治技术［Ｍ］北京：清华大学出版
京：电子工业出版社．２００８
社．２００５年９月
２００３年８月
【５】秦志光’，张凤荔计算机病毒原理与防范［Ｍ］北京：人民邮
［６】陈立新计算机病毒防治百事通［Ｍ］北京：清华大学出版社．
２０００
【３】张小磊计算机病毒诊断与防治［Ｍ］北京：希望电子出版社．
电出版社．２００７
【４】韩筱卿，王建锋，钟玮等计算机病毒分析与防范大全［Ｍ］北
2024年9月12日发(作者：依环)
２０１０年第８期 福建 电脑 １０５
ＩＳＬ９２０８芯片的工作原理及应用
张荣刚１．陈金佳
ｆ １．福建师范大学福清分校福建福清３５０３００ ２．ｚＰ￣－￣职业大学福建泉州３６２０００）
【摘 要】：随着电动工具及电动车的广泛使用，供电系统要有更好的安全性和更长的时间。用户使用
相同性能的锂离子组成的电池包时．应如何提高电池包的工作时间，本文介绍的采用１ＳＬ９２０８组成的控制
系统．可以很好地提高锂离子电池包的安全性和时间寿命。
【关键词】：集成电路，锂离子电池，微控制器
锂离子电池作为一种先进的新型高能化学能源．锂 间
离子电池不仅广泛应用在手机、笔记本电脑等便携电子 ２、自动ＦＥＴ关断，电池和ＩＣ内部过热时电池平衡
产品中，而且逐步取代铅酸、镍镉、镍氢电池，应用在动禁止
力能源方面．锂离子电池有更大的发展空间【１】。使用中， ３、快速短路关断
用户对电池的安全性和使用时间也有更高的要求，特别４、过流检测可以使用感应电阻、ＦＥＴｒ 或感应
是对于电池包的使用寿命．都希望电池包的寿命能达到 ＦＥＴ
极限．为了能使锂离子电池包能有较长的使用寿命．必 ５、４个电池包软件控制标志
须保证电池包在充放电时的平衡。单芯片ＩＳＬ９２０８电池 ６、允许３个不同的ＦＥＴ控制
组ＩＣ是业界首款集成型模拟前端．用于在多电芯锂离 ７、集成的带２００￣Ａ开启电流和１５０ｍＡ关断电流
子电池组中实现电池平衡和过电流保护［２１。 充放电ＦＥＴ驱动电路
一
、
ＩＳＬ９２０８芯片简介 ８、１０％精确的３．３Ｖ稳压器
１、ＩＳＬ９２０８芯片功能【。】 ９、在１００￣ｓ内稳定监测电池电压输出
ｌＯ、内部电池平衡ＦＥＴ对每个电池控制２００ｍＡ平
衡电流Ｉ
１１、简单的Ｉ２Ｃ主机接口
１２、可编程下降沿或者上升沿唤醒的休眠功能
１３、＜１０￣Ａ的休眠模式
２、ＩＳＬ９２０８的引脚定义
ＩＳＬ９２０８各引脚的定义如图２所示ｐ】：
呈望委磊 釜２ ｌ
——ｒｒＴ．Ｔ１１１ ｒｒＴＴ１１１—ｒｒ
图Ｉ ＩＳＬ９２０８的内部结构
针 曷ｕ８ ｕ５
３１ ２４Ｃ
图１是ＩＳＬ９２０８的内部结构图．它支持５—７串电
】２ ２３Ｃ
池的电池包，它提供集成的过流保护电路、短路保护和
３ ３ 趋Ｃ
】４ Ｃ
内部３．３Ｖ稳压器。内置电池平衡开关、电池电压监测
］５ ２ｏＣ
电平转换器、外部ＦＥＴ驱动电路控制充电放电，存储
］６ ＇９Ｃ
】７ １ｅＣ
可选的过流或者短路门限的内部寄存器．外部微控制
］８ｇ １ｏ ２ １３…５ １６’ ｃ
器通过Ｉ２Ｃ串行接口设置寄存器代表的门限值．内部
ｎ ｎ—ｎ ｎ ｎ ｎ ｎ
—
ＪＪ０ＪＪＪ—｜一工上＿ｌ＿‘ＪＪ－ＪＬＬ上．一
寄存器也存放过流和短路保护延时。ＩＳＬ９２０８使用内部
巷；§ｉ菪ｉ吾墨
模拟多路器监测每个电池电压以及内部和外部温度提
供给带ＭＤ转换功能的独立的微控制器．微控制器的
图２ ＩＳＬ９２０８的引脚图
软件执行包括了过流和短路关断等所有电池包的控制
ＶＣ７ⅣＣＣ：Ｃｅｌｌ７正极输入／Ｖｅｅ电源
功能。它的性能主要有以下几个方面。 ＶＣＥＬＬＮ：Ｎ节电池电压输入
１、软件可选的过流保护电压和可选的过流保护时 ＣＢＮ：电芯平衡ＦＥＴＳ控制脚
１０６
ＶＳＳ：接地
福建电脑 ２０１０年第８期
ＤＳＲＥＦ：放电检测电流参考点
ＤＳＥＮＳＥ：放电电流检测脚
ＣＳＥＮＳＥ：充电电流检测脚
ＤＦＥＴ：放电ＦＥＴ控制
ＣＦＥＴ：充电ＦＥＴ控制．
状态。充放电ＦＥＴ可以由ＩＳＬ９２０８直接控制，它们可提
供自动保护机制．以最大限度降低微控制器在出现诸
如过电流或者短路等严重错误状态时导致保护延迟的
可能性。ＩＳＬ９２０８可以将任何错误情况发送给微控制
器。
ＩＳＬ９２０８通过检测ＣＳＥＮＳＥ引脚上的电压来监测
充电是否完成 当任何一节电池电压大于极限电／￣－：－（４．
２Ｖ）时，ＭＣＵ监测到此信号，判断充电已过压，可以发
ＶＭＯＮ：放电负载检测
ＡＯ：模拟多路输出
ＴＥＭＰ３Ｖ：温度检测输出控制
ＴＥＭＰＩ：温度检测输入
ＲＧＯ：校准电压输出
ＲＧＣ：稳压输出控制
ＷＫＵＰ：唤醒电压端
ＳＤＡ：串行数据线
ＳＣＬ：串行时钟线
二、ＩＳＬ９２０８的工作过程及应用
出信号让ＩＳＬ９２０８关闭ＦＥＴ．也可以让充电器停止充
电。当ＩＳＬ９２０８检测到充电过流时，功率ＦＥＴ被关断，
充电过流自动保护在设置ＤＥＮＯＣＣ为１时禁止 ＭＣＵ
能开启ＦＥＴ从过流条件下恢复．
但要等到电芯电压从过充状态恢复以及过流状态
撤除以后．或者微控制器等到电池包除掉充电器重新
接上。
ＩＳＬ９２０８通过检测ＤＳＥＮＳＥ的电压持续不断地监
图３所示是一个７ｃｅｌｌ的锂离子电池控制电路图 测放电电流。如果电压超过设定值．时间超过设定的延
该图利用两个ＭＯＳＦＥＴ的单路径对充放电电流进行 时．ＩＳＬ９２０８自动关断功率ＦＥＴｓ．以此防止电流流过
控制，同时具有过流和出现短路时的电池电流临测、单 Ｐ＋Ｐ一端，电动机停止工作。在过流发生后，ＩＳＬ９２０８自
芯电压监测、电池温度监测以及高达２００ｍＡ平衡电流
动关断ＣＦＥＴ和ＤＦＥＴ脚的电压．ＤＦＥＴ输出驱动放电
的快速电量平衡等功能Ｉ ＦＥＴ门极到低电平．迅速关闭ＦＥＴ．放电ＦＥＴ的门极通
过一个电阻拉低后关断ＣＦＥＴ 通过关断ＦＥＴ，ＩＳＬ９２０８
防止电池包由于电芯电流过大造成损坏 当ＩＳＬ９２０８
探测到放电过流条件时，功率ＦＥＴ都关断。放电时，过
流自动响应可以由ＤＥＮＯＣＤ设置为１禁止．微控制器
能在任何时候开启ＦＥＴ从过流条件下恢复．但是应该
开启负载监视功能．监视ＬＤＦＡＩＬ位检查过流状态是
否被解除
三、结束语
本文介绍了ＩＳＬ９２０８的功能及应用．运用该芯片，
锂离子电池包控制系统可以很好地实现电池平衡并进
图３ ７ｃｅｌｌ充电／放电应用电路Ｉ羽
行过流保护．较好地提高电池包的使用效率和使用时
间．因此该芯片将广泛地应用在电动工具和电动车上。
参考文献：
图３中．微控制器可以选择有１２＿ｂｉｔ或更高精度
ＡＤＣ的ＭＣＵ。ＩＳＬ９２０８支持Ｉ２Ｃ串行总线协议．因此
ＭＣＵ通过ＳＤＡ和ＳＣＬ对ＩＳＬ９２０８进行状态监测和控
［１］何祚庥著．锂电池一定会有更大的发展空间Ⅱ】．中国自行车，
制。ＦＥＴ开关管可使用ＩＲＦ７４６９，感应电阻可以采用０．
２００７．１１：７
２］ｈｔＴ：／／ｗｗｗ．ｅｅｐｗ．ＣＯＢ．ｃｎ／ｅｖｅｎｔ／ＩＣ２００７／ｌ—ＩＳＬ９２０８．ｈｔｍｌ
０５欧的精密电阻。ＩＳＬ９２０８以模拟前端的方式运行．并
【
３］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｎｔｅｒｓｉｌ．ｃｏｍ／ｄａｔａ／ｆｎ／ｆｎ６４４６．ｐｄｆ
且同ＭＣＵ协同工作。ＩＳＬ９２０８能实现电池电压的电平
［
４］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｎｔｅｒｓｉｌ．ｃｏｍ／ｄａｔａ／ａｎ／ａｎ１ ３３３．ｐｄｆ
转换．并且通过ＡＯ引脚将电池电压输出，微控制器通
［
过Ｉ２Ｃ总线循环采集监测每一个电池芯在充放电时的
－
［５］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｎｔｅｒｓｉｌ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｄｅｖｉｃｅｉｎｆｏ．ａｓｐ？ｐｎ ＩＳＬ９２０８
＋一＋一＋－＋－＋一＋一＋一＋
＋－＋－＋－＋－—・ －＋
ｆ上接第７９页１
［２】程胜利计算机病毒及其防治技术［Ｍ］北京：清华大学出版
京：电子工业出版社．２００８
社．２００５年９月
２００３年８月
【５】秦志光’，张凤荔计算机病毒原理与防范［Ｍ］北京：人民邮
［６】陈立新计算机病毒防治百事通［Ｍ］北京：清华大学出版社．
２０００
【３】张小磊计算机病毒诊断与防治［Ｍ］北京：希望电子出版社．
电出版社．２００７
【４】韩筱卿，王建锋，钟玮等计算机病毒分析与防范大全［Ｍ］北