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锂离子电池保护电路原理
锂离子电池保护电路原理
  • 发布时间:2020-12-15 15:57

锂离子电池保护电路原理

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锂离子电池集成保护电路原理


在锂离子电池的使用过程中,过充、过放电和过电流是影响锂离子电池使用寿命和性能的重要因素。锂离子电池集成保护电路通过各个保护单元电路有效地监测和防止锂离子电池的损坏。锂离子电池充放电保护电路,锂离子电池保护电路由两个场效应晶体管和一个控制集成电路外加一些电阻电容元件组成。


(1)正常状态


在正常状态下,N1的CO端和DO端均在电路中输出高电压,fets均处于导通状态,锂离子电池可自由充放电。由于场效应晶体管传导阻力很小,通常小于30米以下,所以它的导电电阻在电路性能几乎没有影响。这种状态下保护电路的消耗电流为微安,一般小于7a。


(2)过度充电状态


锂离子电池要的充电方式是恒流恒压充电。充电初期为恒流充电。随着充电过程的进行,充电电压逐渐升高至4.2v(根据阴极材料的不同,有的电池要恒压至4.1v)。在锂离子电池充电过程中,假如充电器电路失控,超过4.2v后,锂离子电池将继续以恒流充电,此时锂离子电池的电压将继续升高。当锂离子电池电压高于4.3v时,锂离子电池的化学副用途会加剧,导致电池损坏或出现安全问题。


在锂离子电池保护电路,当控制集成电路测试的锂离子电池电压4.28V(价值是由控制IC,不同的集成电路有不同值),公司最终将从高电位转换为零电位,使VT2传导到关闭,切断充电电路,锂离子电池的充电器不能充电,充保护效果。此时,由于VT2自身的体部二极管VD2,锂离子电池可以通过二极管将外部负载放电。控制集成电路检测到锂离子电池电压超过4.28v与发送offVT2信号之间存在延时。延迟时间由C3决定,通常设置为1左右,以防止干扰对保护的误判。


(3)过量放电状态


在放电过程中,锂离子电池的电压会随着放电过程而逐渐降低。当锂离子电池电压降至2.5v时,其容量已经完全暴露。假如锂离子电池继续放电,会对锂离子电池造成永久性的损伤。锂离子电池放电过程中,当控制集成电路测试的锂离子电池电压低于2.3V,价值是由控制集成电路,集成电路不同有不同的值),它将从高电位转换为零电位,使VT1传导到关闭,切断放电电路,使锂离子电池不能再负载放电,放电保护效果。此时,由于VT1体二极管VD1的存在,充电器可以通过二极管对锂离子电池进行充电。由于锂离子电池的电压在过放电保护状态下无法进一步降低,所以要求保护电路的消耗电流最小。此时控制集成电路将进入低功耗状态,整个保护电路的功耗将小于0.11a。控制集成电路检测到锂离子电池电压低于2.3v与发送offVT1信号之间也存在延时。延迟时间由C3决定,一般设置为100ms左右,以防止干扰对保护的误判。


(4)过电流状态


由于锂离子电池的化学性质,制造商将其放电速率限制在2摄氏度以内。当锂离子电池放电速率超过2C时,会导致锂离子电池永久性损坏或安全问题。


锂离子电池向负载正常放电时,放电电流会由于FET的传导阻抗而在串联FET两端出现电压降。


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