鋰離子電池保護(hù)IC的新功能介紹
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2021-06-22 14:25
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1.充電時(shí)的過電流保護(hù)
當(dāng)連接充電器進(jìn)行充電時(shí)猛然發(fā)生過電流(如充電器損壞),電路立即進(jìn)行過電流測試,此時(shí)Cout將由高轉(zhuǎn)為低,功率MOSFET由開轉(zhuǎn)為關(guān)斷,實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能.
V-(Vdet4過電流測試電壓,Vdet4為-0.1V)=I(充電電流)×Rds(on)×2
2.過度充電時(shí)的鎖定模式
通常保護(hù)IC在過度充電保護(hù)時(shí)將經(jīng)過一段延遲時(shí)間,然后就會將功率MOSFET關(guān)斷以達(dá)到保護(hù)的目的,當(dāng)鋰離子電池電壓一直下降到解除點(diǎn)(過度充電滯后電壓)時(shí)就會恢復(fù),此時(shí)又會持續(xù)充電-保護(hù)-放電-充電-放電.這種狀態(tài)的安全性問題將無法獲得有效處理,鋰離子電池將一直重復(fù)著充電-放電-充電-放電的動作,功率MOSFET的柵極將反復(fù)地處于高低電壓交替狀態(tài),這樣可能會使MOSFET變熱,還會降低電池壽命,因此鎖定模式很緊要.倘若鋰電保護(hù)電路在測試到過度充電保護(hù)時(shí)有鎖定模式,MOSFET將不會變熱,且安全性相對提高很多.
在過度充電保護(hù)之后,只要充電器連接在電池組上,此時(shí)將進(jìn)入過充鎖定模式.此時(shí),即使鋰離子電池電壓下降也不會發(fā)生再充電的情形,將充電器移除并連接負(fù)載即可恢復(fù)充放電的狀態(tài).
3.減小保護(hù)電路組件尺寸
將過度充電和短路保護(hù)用的延遲電容集成到到保護(hù)IC里面,以減小保護(hù)電路組件尺寸.
對保護(hù)IC性能的要求
1.過度充電保護(hù)的高精度化
當(dāng)鋰電池有過度充電狀態(tài)時(shí),為戒備因溫度上升所導(dǎo)致的內(nèi)壓上升,須截止充電狀態(tài).保護(hù)IC將測試電池電壓,當(dāng)測試到過度充電時(shí),則過度充電測試的功率MOSFET使之關(guān)斷而截止充電.此時(shí)應(yīng)留意的是過度充電的測試電壓的高精度化,在電池充電時(shí),使電池充電到飽滿的狀態(tài)是使用者很關(guān)心的問題,同時(shí)兼顧到安全性問題,因此需要在達(dá)到容許電壓時(shí)截止充電狀態(tài).要同時(shí)符合這兩個(gè)條件,非得有高精度的測試器,目前測試器的精度為25mV,該精度將有待于進(jìn)一步提高.
2.降低保護(hù)IC的耗電
隨著使用時(shí)間的增加,已充過電的鋰電池電壓會逐漸降低,最后低到規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)值以下,此時(shí)就需要再度充電.若未充電而持續(xù)使用,可能造成由于過度放電而使電池不能持續(xù)使用.為戒備過度放電,保護(hù)IC非得測試電池電壓,一旦達(dá)到過度放電測試電壓以下,就得使放電一方的功率MOSFET關(guān)斷而截止放電.但此時(shí)電池本身仍有自然放電及保護(hù)IC的消耗電流存在,因此需要使保護(hù)IC消耗的電流降到最低程度.
3.過電流/短路保護(hù)需有低測試電壓及高精度的要求
因不明原由導(dǎo)致短路時(shí)非得立即停止放電.過電流的測試是以功率MOSFET的Rds(on)為感應(yīng)阻抗,以監(jiān)視其電壓的下降,此時(shí)的電壓若比過電流測試電壓還高時(shí)即停止放電.為了使功率MOSFET的Rds(on)在充電電流與放電電流時(shí)有效使用,需使該阻抗值盡量低,目前該阻抗約為20mΩ~30mΩ,這樣過電流測試電壓就可較低.
4.耐高電壓
電池組與充電器連接時(shí)瞬間會有高壓萌生,因此保護(hù)IC應(yīng)滿足耐高壓的要求.
5.低電池功耗
在保護(hù)狀態(tài)時(shí),其靜態(tài)耗電流非得要小0.1uA.
6.零伏可充電
有些電池在存放的過程中可能因?yàn)榉盘没虿徽５脑蓪?dǎo)致電壓低到0V,故保護(hù)IC需要在0V時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)充電.
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