鋰電池保護(hù)電路工作原理及電路設(shè)計(jì)
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-31 23:11
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鋰電池保護(hù)電路工作原理，鋰電池保護(hù)電路設(shè)計(jì)。鋰電池(可充電)因其自身特點(diǎn)需要保護(hù)。由于鋰電池是由防止充電、放電、過(guò)充、短路以及在超高溫度下充電或放電的材料制成的，所以它們總是伴隨著一個(gè)精致的保護(hù)板和一個(gè)電流保險(xiǎn)絲。
鋰電池保護(hù)電路工作原理
鋰電池的保護(hù)功能通常是通過(guò)保護(hù)電路板與PTC的配合來(lái)完成的。該保護(hù)板由電子元件組成，能在-40℃~ +85℃準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)電池電壓和充放電電路電流，及時(shí)控制電流電路的通斷。PTC的主要功能是保護(hù)電池在高溫環(huán)境下不發(fā)生燃燒、爆炸等惡性事故。
保護(hù)電路通常由控制IC、MOs開(kāi)關(guān)管、熔斷器、電阻、電容等元件組成，如圖2所示。在正常情況下,控制IC控制MOs開(kāi)關(guān)管輸出信號(hào)傳導(dǎo),細(xì)胞和外部電路傳導(dǎo),當(dāng)電池電壓或電路電流超過(guò)指定值時(shí),它會(huì)立即控制MOs管關(guān)閉,以保護(hù)細(xì)胞的安全。
鋰電池保護(hù)電路。Png
1. 正常狀態(tài)
在正常狀態(tài)下，電路中N1的“CO”和“DO”引腳均輸出高電壓，且均處于導(dǎo)通狀態(tài)。鋰電池可自由充放電。由于MOSFET的傳導(dǎo)阻抗很小，通常小于30毫歐姆，所以其傳導(dǎo)電阻對(duì)電路性能的影響很小。這種狀態(tài)下保護(hù)電路的消耗電流為A級(jí)，通常小于7a。
2. 充保護(hù)
鋰電池需要的充電方式是恒流/恒壓充電。在充電初期，對(duì)恒流充電。在充電過(guò)程中，充電電壓會(huì)上升到4.2v(根據(jù)不同的陰極材料，有的電池需要恒壓4.1v)，然后變?yōu)楹銐撼潆姡钡诫娏髟絹?lái)越小。
當(dāng)電池充電時(shí)，如果充電器電路失控，電池電壓將超過(guò)4.2v，并繼續(xù)以恒流充電。此時(shí)，電池電壓將繼續(xù)升高。當(dāng)電池電壓高于4.3v時(shí)，電池的化學(xué)副反應(yīng)會(huì)加劇，導(dǎo)致電池?fù)p壞或出現(xiàn)安全問(wèn)題。
電池的保護(hù)電路,當(dāng)控制集成電路檢測(cè)到電池電壓達(dá)到4.28 v,其“有限公司”腳將從高電壓為零電壓,將V2從開(kāi)關(guān)到一些地方性的,因此切斷充電電路,使充電器無(wú)法充電鋰電池和發(fā)揮充保護(hù)作用。此時(shí)，由于V2體二極管VD2的存在，電池可以通過(guò)該二極管將外部負(fù)載放電。當(dāng)控制IC檢測(cè)到電池電壓超過(guò)4.28v和off V2信號(hào)發(fā)出之間也有一個(gè)延時(shí)時(shí)間。延遲時(shí)間由C3決定，通常設(shè)置為1秒左右，以避免干擾造成誤判。
3.過(guò)放電保護(hù)
在放電過(guò)程中，鋰電池的電壓會(huì)隨著放電過(guò)程而逐漸降低。當(dāng)電池電壓降至2.5v時(shí)，電池容量完全釋放。如果電池繼續(xù)放電，將對(duì)電池造成永久性的損害。
電池放電過(guò)程中,當(dāng)控制IC檢測(cè)電池電壓低于2.3 V,價(jià)值是由控制IC,不同的集成電路有不同的值),“做”的腳從高電壓零電壓V1從傳導(dǎo)到關(guān)閉,切斷放電電路,電池不再能負(fù)載放電,放電保護(hù)效果。此時(shí)，由于體二極管VD1 V1的存在，充電器可以通過(guò)二極管對(duì)電池進(jìn)行充電。
由于電池電壓在過(guò)放電保護(hù)狀態(tài)下無(wú)法再降低，所以要求保護(hù)電路的消耗電流非常小。此時(shí)控制IC將進(jìn)入低功耗狀態(tài)，整個(gè)保護(hù)電路的功耗將小于0.11a?？刂艻C檢測(cè)到鋰電池電壓低于2.3v與off V1信號(hào)發(fā)送之間也存在延時(shí)。延遲時(shí)間由C3決定，通常設(shè)置為100ms左右，以避免干擾造成誤判。
