鋰電池充放電維護電路的特點及工作原理
來源：寶鄂實業(yè)
2020-02-29 14:06
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鋰電池的充放電要求
1. 鋰電池充電
單個鋰電池的最大充電結(jié)束電壓為4.2v，不能過度充電，否則電池會因為正極鋰離子過多而報廢。鋰電池充電時，應(yīng)選用特殊的恒流恒壓充電器。當鋰電池兩端恒流充電達到4.2v后，應(yīng)采用恒壓充電方式。當恒壓充電電流降至100mA時，應(yīng)停止充電。
充電電流(mA)為電池容量的0.1 ~ 1.5倍。例如，1350mAh鋰電池的充電電流可以控制在135mA到2025mA之間。常規(guī)充電電流可選擇約0.5倍電池容量，充電時間約2 ~ 3小時。
2. 鋰電池放電
由于鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原因，鋰離子在放電過程中并不能全部移動到正極，為了保證鋰離子在下一次充電過程中順利嵌入通道，必須保留一定的鋰離子在負極中。否則，電池壽命會縮短。為了保證一些鋰離子放電后仍留在石墨層中，有必要嚴格限制放電終止的最低電壓，即鋰電池不能過度放電。單個鋰電池的放電終止電壓一般為3.0v，最小電壓不得低于2.5v。電池放電時間與電池容量和放電電流有關(guān)。電池放電時間(小時)=電池容量/放電電流，鋰電池放電電流(mA)不應(yīng)超過電池容量的3倍，如:1000mAh鋰電池，放電電流應(yīng)嚴格控制在3A以內(nèi)，否則會損壞電池。
二、維護電路組成
維修電路一般由控制IC、MOs開關(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,控制集成電路輸出信號控制MOs開關(guān)管進行,這樣細胞行為和外部電路,當電池電壓或電路電流超過指定值時,它會立即關(guān)閉控制MOs管,為了維持細胞的安全。
控制IC內(nèi)置高精度電壓檢測電路和多級電流檢測電路。其中，電壓檢測電路1是測試充電電壓。一旦達到設(shè)定的閾值(一般為3.9v ~ 4.4v)，即進入充電維護狀態(tài)。二是檢測放電電壓。一旦達到設(shè)定的閾值(一般為2.0v ~ 3.0v)，即進入過放電維護狀態(tài)。
在該電路中，MOS開關(guān)管通常封裝在較薄的tsssop -8或SOT23 -6中，如圖3所示。其中一些MOS開關(guān)包含一個N通道場效應(yīng)管，如FDMC7680, foot for S pole, foot for G pole, foot for D pole，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示;有的包含兩個N通道場效應(yīng)管，如FDW9926A、8205A等，其引腳功能與封裝方式有關(guān)。
【提示】如果控制IC和MOs開關(guān)管上有一個小的圓形凹點，凹點處的引腳為管腳;如果表面沒有凹點，則構(gòu)件模型左側(cè)的第一個引腳為引腳，其余引腳按逆時針方向放置。另外，更換MOS開關(guān)管時，根據(jù)實際電路方向判斷其內(nèi)部電路，然后進行正確的替換。
此外，部分鋰電池維護電路還配備了NTC和ID信號組件。NTC是負溫度系數(shù)的縮寫，意思是負溫度系數(shù)電阻。元素在這個電路是主要的過熱維護效果,也就是說,當電池本身或其周圍環(huán)境溫度的增加,電阻值減小NTC元素,電氣設(shè)備的使用或充電設(shè)備及時作出回應(yīng),如果溫度超過一定值時,系統(tǒng)進入維護狀態(tài),停止充電和放電。ID是“identity”的縮寫，意思是身份。信息識別的組件分為兩類。二是標識電阻，兩者都能起到產(chǎn)品可追溯性和應(yīng)用限制的作用。
