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锂电池保护电路综述(2)

锂电池保护电路综述(2)

点击数:7920 次   录入时间:03-04 11:50:11   整理:http://www.55dianzi.com   电工文摘
当锂电池接上充电器,且此时锂电池电压高于过度放电电压时,过度放电保护功能方可解除。另外,考虑到脉冲放电的情况,过放电检测电路设有延迟时间以避免产生误动作。

 三、过电流及短路电流

 因为不明原因(放电时或正负极遭金属物误触)造成过电流或短路,为确保安全,必须使其立即停止放电。

过电流保护IC原理为,当放电电流过大或短路情况产生时,保护IC将激活过(短路)电流保护,此时过电流的检测是将功率MOSFET的Rds(on) 当成感应阻抗用以监测其电压的下降情形,如果比所定的过电流检测电压还高则停止放电,运算公式为:
V- = I × Rds(on) × 2(V- 为过电流检测电压,I 为放电电流)假设 V- = 0.2V,Rds(on) = 25mΩ,则保护电流的大小为 I = 4A
同样地,过电流检测也必须设有延迟时间以防有突发电流流入时产生误动作。

通常在过电流产生后,若能去除过电流因素(例如马上与负载脱离),将会恢复其正常状态,可以再进行正常的充放电动作。

 四、锂电池保护IC的新功能

 除了上述的锂电池保护IC功能之外,下面这些新的功能同样值得关注:

1.充电时的过电流保护
当连接充电器进行充电时突然产生过电流(如充电器损坏),电路立即进行过电流检测,此时Cout将由高转为低,功率MOSFET由开转为切断,实现保护功能。
  V- = I × Rds(on) × 2  (I 是充电电流;Vdet4,过电流检测电压,Vdet4 为 -0.1V)2.过度充电时的锁定模式
通常保护IC在过度充电保护时将经过一段延迟时间,然后就会将功率MOSFET切断以达到保护的目的,当锂电池电压一直下降到解除点(过度充电滞后电压)时就会恢复,此时又会继续充电→保护→放电→充电→放电。这种状态的安全性问题将无法获得有效解决,锂电池将一直重复着充电→放电→充电→放电的动作,功率 MOSFET的栅极将反复地处于高低电压交替状态,这样可能会使MOSFET变热,还会降低电池寿命,因此锁定模式很重要。假如锂电保护电路在检测到过度充电保护时有锁定模式,MOSFET将不会变热,且安全性相对提高很多。

在过度充电保护之后,只要充电器连接在电池包上,此时将进入过充锁定模式。此时,即使锂电池电压下降也不会产生再充电的情形,将充电器移除并连接负载即可恢复充放电的状态。

3.减少保护电路组件尺寸
将过度充电和短路保护用的延迟电容器整合在到保护IC里面,以减少保护电路组件尺寸。

五、对保护IC性能的要求

1.过度充电保护的高精密度化
当锂离子电池有过度充电状态时,为防止因温度上升所导致的内压上升,须截止充电状态。保护IC将检测电池电压,当检测到过度充电时,则过度充电检测的功率 MOSFET使之切断而截止充电。此时应注意的是过度充电的检测电压的高精密度化,在电池充电时,使电池充电到饱满的状态是使用者很关心的问题,同时兼顾到安全性问题,因此需要在达到容许电压时截止充电状态。要同时符合这两个条件,必须有高精密度的检测器,目前检测器的精密度为25mV,该精密度将有待于进一步提高。


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