如何設(shè)計18650鋰電池防護(hù)罩?

18650電池在市場上得到了廣泛的應(yīng)用。目前，鋰離子電池是最受歡迎的電池，而其他的18650電池已經(jīng)逐漸退出市場。那么18650鋰電池屏蔽的設(shè)計呢?這款18650鋰電池防護(hù)罩不是固定的，基本上是定制的電池防護(hù)罩。

 

18650鋰電池保護(hù)面板

 

鋰電池的保護(hù)功能通常是通過保護(hù)電路板與PTC等電流器件的配合來完成的。該保護(hù)板由電子電路組成，能在-40℃~ +85℃準(zhǔn)確監(jiān)測電池的電壓和充放電電路的電流，及時控制電流電路的通斷。PTC防止電池在高溫下嚴(yán)重?fù)p壞。

 

普通18650鋰電池保護(hù)板通常包括控制IC、MOS開關(guān)、電阻、電容和輔助器件熔斷器、PTC、NTC、ID、存儲器等。當(dāng)一切正常時，控制IC控制MOS開關(guān)，使電池和外部電路可以打開。當(dāng)電池電壓或電路電流超過規(guī)定值時，它立即控制MOS開關(guān)，以保護(hù)電池的安全。

 

鋰電池防護(hù)板正常情況下，Vdd為高電平，Vss、VM為低電平，DO、CO為高電平。當(dāng)對Vdd、Vss和VM的任意參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換時，DO或CO的水平會發(fā)生變化。

 

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)，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，通常小于7a。

 

2. 充保護(hù)

 

鋰離子電池需要的充電方式是恒流/恒壓充電。在充電的初始階段，對電池進(jìn)行恒流充電。在充電過程中，充電電壓會上升到4.2v(根據(jù)不同的陰極材料，有的電池需要一個恒定的電壓值4.1v)，電池會以恒定的電壓充電，直到電流變得越來越小。當(dāng)電池充電時，如果充電器電路失控，電池電壓將超過4.2v，并繼續(xù)以恒流充電。此時，電池電壓將繼續(xù)升高。當(dāng)電池電壓高于4.3v時，電池的化學(xué)副反應(yīng)會加劇，導(dǎo)致電池?fù)p壞或出現(xiàn)安全問題。在電池保護(hù)電路,當(dāng)控制IC檢測電池電壓為4.28 V(價值是由控制IC,不同的集成電路有不同值),“公司”的腳從高電壓零電壓,V2傳導(dǎo)到關(guān)閉,切斷充電電路,充電器可以不再對電池充電,充保護(hù)效果。此時，由于V2體二極管VD2的存在，電池可以通過該二極管將外部負(fù)載放電。當(dāng)控制IC檢測到電池電壓超過4.28v和off V2信號發(fā)出之間也有一個延時時間。延遲時間由C3決定，通常設(shè)置為1秒左右，以避免干擾造成誤判。

 

3.過放電保護(hù)

 

在電池向外負(fù)載放電過程中，其電壓會隨著放電過程而逐漸降低。當(dāng)電池電壓降至2.5v時，電池容量完全釋放。此時，如果電池繼續(xù)向負(fù)載放電，將對電池造成永久性損傷。電池放電過程中,當(dāng)控制IC檢測電池電壓低于2.3 V,價值是由控制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，由于體二極管VD1 V1的存在，充電器可以通過二極管對電池進(jìn)行充電。由于電池電壓在過放電保護(hù)狀態(tài)下無法再降低，所以要求保護(hù)電路的消耗電流非常小。此時控制IC將進(jìn)入低功耗狀態(tài)，整個保護(hù)電路的功耗將小于0.11a。當(dāng)控制IC檢測到電池電壓低于2.3v與發(fā)送off V1信號之間也存在延時。