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锂电池保护电路原理、功能及特性分析

发表时间:2021-10-11 09:28

近年来,越来越多的产品,例如PDA,数码相机,移动电话,便携式音频设备和蓝牙设备,都采用锂电池作为其主要电源。 锂电池具有体积小,能量密度高,无记忆效应,循环寿命长,高压电池和自放电率低的优点。 它们与镍镉和镍氢电池不同。 有必要考虑对锂电池进行充电和放电。 避免特性劣化的可靠性。 锂电池的过充电,过放电,过电流和短路的维护非常重要,因此通常在电池组中设计维护电路以维护锂电池。


  由于锂离子电池的能量密度高,因此难以确保电池的可靠性。 在过度充电的情况下,温度升高后电池的能量将过剩,因此电解质会分解产生气体,由于内部压力的增加,可能导致自燃或破裂; 相反,在过放电条件下,电解质将分解并引起电池特性,并且耐久性下降,从而减少了可充电次数。


  锂离子电池的维护电路应确保在这种过充和放电条件下的可靠性,并避免特性下降。 锂离子电池的维护电路由维护IC和两个功率MOSFET组成,在此期间,维护IC监视电池电压,并在出现过充或放电情况时切换到外部功率MOSFET来维护电池,维护IC的功能过多。 充电维护,过放电维护和过电流/短路维护。


  过度充电维护IC的原理是:当外部充电器为锂电池充电时,须停止充电条件,以避免因温度升高而导致内部压力升高。 此时,维护IC需要检测电池电压,当电池电压达到4.25V(假设电池过充电点为4.25V)时,它将激活过充电维护,将功率MOS从打开变为关闭,然后停止充电 。


  另外,有必要注意由噪声引起的过充电检测的故障,以避免判断为过充电维护。 因此,需要设置延迟时间,并且延迟时间不能短于噪声的持续时间。


  在过放电的情况下,电解质分解并且电池特性劣化,导致充电次数减少。 使用锂电池维护IC可以避免过放电并完成电池维护功能。 过放电维护IC的原理:为了避免锂电池过放电,假设将锂电池连接到负载。 当锂电池的电压低于其过放电电压检测点(假定为2.3V)时,将激活过放电维护功能,以使功率MOSFET从开到关并切断放电,以避免 电池过放电,并保持电池处于低静态电流的待机模式。 此时的电流仅为0.1uA。


  当锂电池连接到充电器,并且锂电池的电压高于此时的过放电电压时,可以避免过放电维持功能。 另外,考虑到脉冲放电的条件,过放电检测电路具有避免故障的延迟时间。


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