介紹便攜式鋰電池保護(hù)電路
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-02-20 14:27
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便攜式鋰電池保護(hù)電路
近年來，越來越多的產(chǎn)品，包括pda、數(shù)碼相機(jī)、移動電話、便攜式信息設(shè)備和藍(lán)牙設(shè)備，都將鋰電池作為主要的電源。鋰電池具有體積小、能量密度高、無召回效應(yīng)、循環(huán)壽命長、電池電壓高、自放電率低等優(yōu)點(diǎn)。不同于鎳鎘電池和鎳氫電池，鋰電池需要考慮充放電的安全性，以避免性能退化。對于鋰電池的過充、過放電、過電流和短路的維護(hù)是非常重要的，所以一般都會設(shè)計(jì)在電池組維護(hù)電路中來維護(hù)鋰電池。
由于鋰離子電池能量密度高，很難保證電池的安全性。在過充的情況下，電池在溫度升高后會有多余的能量，所以電解質(zhì)會發(fā)生分化，產(chǎn)生氣體，內(nèi)部壓力升高會有自燃或破裂的危險(xiǎn);相反，在過度放電的情況下，由于電解液的分化，電池的特性和耐用性會惡化，從而減少了充電次數(shù)。
鋰離子電池的維護(hù)電路是為了保證這種安全的過充和過放電的條件下，避免特性的惡化。鋰離子電池的維護(hù)電路由維護(hù)IC和兩個(gè)功率MOSFET組成，其中維護(hù)IC監(jiān)控電池電壓。當(dāng)電池有過充或過放電時(shí)，將電源MOSFET掛在外面以維持電池。維護(hù)IC功能包括過充維護(hù)、過放電維護(hù)和過流/短路維護(hù)。
過度充電維護(hù)
IC進(jìn)行過充維護(hù)的原理如下:當(dāng)外部充電器對鋰電池充電時(shí)，為了避免內(nèi)部溫度升高引起的壓力升高，應(yīng)終止充電狀態(tài)。此時(shí)維護(hù)IC需要檢測電池電壓，當(dāng)達(dá)到4.25v(假設(shè)電池過充點(diǎn)為4.25v)時(shí)，啟動過充維護(hù)，將電源MOSFET由開路變?yōu)樽枞?，切斷充電?/div>
另外，要注意過度充電引起的噪音，檢查出錯(cuò)誤動作，以免判斷過度充電的保養(yǎng)。因此，需求設(shè)置延遲時(shí)間不能小于噪聲的持續(xù)時(shí)間。
二、過度放電維護(hù)
在過度放電的情況下，電解液的分化導(dǎo)致電池特性惡化，充電次數(shù)下降。鋰電池維護(hù)IC可避免電池過度放電，具有電池維護(hù)功能。
IC原理:為了避免鋰電池過度放電,假設(shè)鋰電池連接到負(fù)載,當(dāng)鋰電池電壓小于其過度放電電壓測試點(diǎn)(2.3 V)假設(shè)激活過度放電維護(hù),功率MOSFET的變換塊的放電,為了避免電池過度放電現(xiàn)象,并保持電池處于低靜態(tài)電流狀態(tài)，此時(shí)的待機(jī)電流只有0.1 mu A。
當(dāng)鋰電池接入充電器，且鋰電池電壓高于過放電電壓時(shí)，可免除過放電維護(hù)功能。此外，考慮到脈沖放電的情況，過放電檢測電路具有延時(shí)時(shí)間，以避免誤動作。
過流和短路電流
由于不明原因(放電或正負(fù)電極被金屬物體接觸)引起過流或短路，為了保證安全，有必要使放電立即停止。
在當(dāng)前集成電路原理進(jìn)行維護(hù),當(dāng)放電電流太大,或發(fā)生短路,集成電路的維護(hù)將激活當(dāng)前維護(hù)(短路),目前的過電流檢測是將功率MOSFET Rds(上)來監(jiān)控其電感阻抗壓降,假設(shè)比設(shè)定的電流檢測終止放電電壓較高,計(jì)算公式是:
V- = I×Rds (on)×2 (V-為過流檢測電壓，I為放電電流)
假設(shè)V - = 0.2 V, Rds(上)= 25 mΩ,保持目前的大小我= 4
同樣，在意外電流流入時(shí)，需要設(shè)置過流檢測的延時(shí)時(shí)間。
