BQ41Z50 2、3、4 直列セルのリチウムイオンバッテリパックマネージャ、ダイナミック Z-Track 対応

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1 特長

完全に統合された 2、3、4 直列セルのリチウムイオン、リチウムポリマ、LiFePO₄ バッテリパックマネージャおよび保護
超低消費電力の 32 ビット RISC CPU
TI のダイナミック Z-Track™ アルゴリズム
最高 40V 許容の電源ピン
構成可能な駆動強度を設定可能なハイサイド N-CH 保護 FET ドライブ
2 つの独立した 16 ビット ADC を持つ高精度アナログフロントエンド：
- 電流と電圧の同時サンプリングに対応
- 最大 4 つの外部サーミスタ測定と 1 つの内部温度センサをサポート
プライマリとセカンダリの保護レベル
- 過電圧と低電圧
- 充電時と放電時の過電流
- 放電時の短絡
- 過熱
- 充電タイムアウト
- CHG および DSG FET ドライバ
洗練された充電アルゴリズム
- JEITA
- サイクル時間、動作時間、SOH に基づく適応型充電
- セルバランス
充電中または休止時のセルバランス機能を内蔵
TURBO モードをサポート
診断用の寿命データモニタとブラックボックスレコーダ
オプションで最大 3 つの LED ディスプレイをサポート
SHA-1、SHA-2、楕円曲線暗号 (ECC) 認証をサポート
1MHz SMBus v3.2 までのホスト通信をサポート
小型パッケージ：32 リードの WQFN (RSN)

2 アプリケーション

3 概要

BQ41Z50 デバイスは、ダイナミック Z-Track™ テクノロジーが組み込まれ、完全に統合されたシングルチップでパックベースのソリューションで、2、3、4 直列セルのリチウムイオン、リチウムポリマ、LiFePO₄ バッテリパック用の残量計、保護、認証などの豊富な機能を備えています。

BQ41Z50 デバイスは、統合型の高性能アナログペリフェラルと超低消費電力の 32 ビット RISC プロセッサを使用して、使用可能なセルの容量、電圧、電流、温度、その他の重要なバッテリパラメータを測定して正確な記録を保守し、SMBus v3.2 互換のインターフェイス経由でシステムのホストコントローラに報告します。

製品情報

部品番号	パッケージ ⁽¹⁾	本体サイズ (公称)
BQ41Z50RSN	RSN (32)	4.00mm × 4.00mm

(1) 詳細については、「メカニカル、パッケージ、および注文情報」セクションを参照してください。

BQ41Z50 の概略回路図

4 概要 (続き)

BQ41Z50 デバイスは、ダイナミック Z-Track™ テクノロジーを活用して、動的な負荷条件の下でも、充電状態を高精度で報告します。このテクノロジーにより、利用可能な最大電力と最大電流をホストシステムに供給して、TURBO モードの精度も向上します。

BQ41Z50 デバイスは、過電圧、過熱、放電時の過電流、充電時の過電流、放電保護時の短絡など、各種のバッテリ安全機能を備えています。システムの安全機能には、N-CH FET およびセル切断検出用の FET 保護が組み込まれています。デバイスのファームウェアには、過電圧、低電圧、過電流、短絡電流の過熱状態に対する、ソフトウェアベースの 1 次および 2 次レベルの安全保護機能があります。パック関連やセル関連のフォルトも、ファームウェアベースの保護によって処理されます。

BQ41Z50 の他の特長：

多様なプログラマブル保護
4 つの GPIO は、3 セグメント LED ディスプレイの制御、または最高 5.5V のプルアップ電圧に対応可能な汎用プッシュプル I/O ピンとして構成可能
汎用プッシュプル I/O に使用できる 2 つの GPIO と、PWM 出力に使用できる 1 つの GPIO
汎用オープンドレイン I/O として使用可能な 1 つの GPIO
セカンダリ化学ヒューズ I/O を内蔵
セルあたりのバイパスが最大 25mA のセルバランシングをサポート
楕円曲線暗号化 (ECC) 認証による堅牢なバッテリパックのセキュリティ：
- ホスト側コントローラにで共有キーが不要
- 233 ビットの秘密鍵をセキュアメモリに保存 (プログラムフラッシュからはアクセス不能)
- 統合型ハードウェアアクセラレータにより認証プロセスを高速化
SHA-1 および SHA-2 認証のサポート

5 Pin Configuration and Functions

BQ41Z50 RSN
Package32-Pin VQFN with Exposed Thermal PadTop View

Figure 5-1 RSN Package32-Pin VQFN with Exposed Thermal PadTop View

Table 5-1 Pin Functions

PIN		TYPE⁽¹⁾	DESCRIPTION
NAME	NO.	TYPE⁽¹⁾	DESCRIPTION
SMBD	1	I/O	SMBus data pin
SMBC	2	I/O	SMBus clock pin
LEDCNTLA/GPIO4	3	I/O	LED display segment that drives the external LEDs via an internal current sink depending on the firmware configuration. Alternatively, this pin is push-pull and can be configured as a general-purpose digital input with or without INT or general-purpose digital output pin. If this pin is not used, it can be left floating or connected to VSS through a 20kΩ resistor.
LEDCNTLB/GPIO5	4	I/O	LED display segment that drives the external LEDs via an internal current sink depending on the firmware configuration. Alternatively, this pin is push-pull and can be configured as a general-purpose digital input with or without INT or general-purpose digital output pin. If this pin is not used, it can be left floating or connected to VSS through a 20kΩ resistor.
ALERT	5	O	Alert digital signal output from digital core to signal interrupt detection
GPIO3	6	I/O	Multifunction open drain pin, general-purpose digital input with or without INT, or general-purpose digital output
PRES/SHUTDN	7	I	Host system present input for removable battery pack or emergency system shutdown input for embedded pack
LEDCNTLC/GPIO6	8	I/O	LED display segment that drives the external LEDs via an internal current sink depending on the firmware configuration. Alternatively, this pin is push-pull and can be configured as a general-purpose digital input with or without INT or general-purpose digital output pin. If this pin is not used, it can be left floating or connected to VSS through a 20kΩ resistor.
GPIO1	9	I/O	Multifunction push-pull pin, general-purpose digital input with or without INT, or general-purpose digital output
GPIO2	10	I/O	Multifunction push-pull pin, general-purpose digital input with or without INT, general-purpose digital output, or PWM output
VSS	11	P	Device ground
FUSE	12	I/O	Fuse sense input or drive output pin. If not used, connect directly to VSS.
PCHG	13	O	PMOS Precharge FET drive output pin. If not used, it can be left floating or connected to VSS through a 20kΩ resistor.
VCC	14	P	Secondary power supply input
PACK	15	AI	Pack sense input pin
DSG	16	O	NMOS Discharge FET drive output pin, If not used, it can be left floating or connected to VSS through a 20kΩ resistor.
CHG	17	O	NMOS Charge FET drive output pin, If not used, it can be left floating or connected to VSS through a 20kΩ resistor.
BAT	18	P	Primary power supply input pin
VC4	19	AI	Sense voltage input pin for the fourth cell from the bottom of the stack, balance current input for the fourth cell from the bottom of the stack
VC3	20	AI	Sense voltage input pin for the third cell from the bottom of the stack, balance current input for the third cell from the bottom of the stack, and return balance current for the fourth cell from the bottom of the stack
VC2	21	AI	Sense voltage input pin for the second cell from the bottom of the stack, balance current input for the second cell from the bottom of the stack, and return balance current for the third cell from the bottom of the stack
VC1	22	AI	Sense voltage input pin for the first cell from the bottom of the stack, balance current input for the first cell from the bottom of the stack, and return balance current for the second cell from the bottom of the stack
VC0	23	AI	Sense voltage input pin for the negative terminal of the first cell from the bottom of the stack, and return balance current for the first cell from the bottom of the stack
SRP	24	AI	Analog input pin connected to the internal coulomb counter peripheral for integrating a small voltage between SRP and SRN, where SRP is the top of the sense resistor. A charging current generates a positive voltage at SRP relative to SRN.
SRN	25	AI	Analog input pin connected to the internal coulomb counter peripheral for integrating a small voltage between SRP and SRN, where SRN is the bottom of the sense resistor. A charging current generates a positive voltage at SRP relative to SRN.
TS1	26	AI	Temperature sensor 1 thermistor input pin. Connect to a thermistor. If not used, connect directly to VSS and configure data flash accordingly.
TS2	27	AI	Temperature sensor 2 thermistor input pin. Connect to a thermistor. If not used, connect directly to VSS and configure data flash accordingly.
TS3	28	AI	Temperature sensor 3 thermistor input pin. Connect to a thermistor. If not used, connect directly to VSS and configure data flash accordingly.
TS4	29	AI	Temperature sensor 4 thermistor input pin. Connect to a thermistor. If not used, connect directly to VSS and configure data flash accordingly.
REG18	30	P	Internal regulator output. Requires C_REG18 to be connected to VSS.
REG135	31	P	MCU power supply. Requires C_REG135 to be connected to VSS.
DISP/GPIO7	32	I/O	Display control for LEDs. Alternatively, this pin is push-pull and can be configured as a general-purpose digital input with or without INT or general-purpose digital output pin. If this pin is not used, it can be left floating or connected to VSS through a 20kΩ resistor.