鋰電池保護(hù)電路

1、鋰電池保護(hù)電路鋰電池過充電，過放電,過流及短路保護(hù)電路下圖為一個典型的鋰離子電池保護(hù)電路原理圖。該保護(hù)回路山兩個MOSFET（V1、V2）和一個控制IC（N1）外加一些阻容元件構(gòu)成?？刂艻C負(fù)責(zé)監(jiān)測電池 電壓與回路電流，并控制兩個MOSFET的柵極，MOSFET在電路中起開關(guān)作用，分別 控制著充電回路與放電回路的導(dǎo)通與關(guān)斷，C3為延時電容，該電路具有過充電保 護(hù)、過放電保護(hù)、過電流保護(hù)與短路保護(hù)功能.鋰電池保護(hù)工作原理：1、正常狀態(tài)在正常狀態(tài)下電路中門的“CO”與“DO”腳都輸出高電壓，兩個MOSFET都處 于導(dǎo)通狀態(tài)，電池可以自由地進(jìn)行充電和放電，曲于MOSFET的導(dǎo)通阻抗很小，通 常小于3

2、0毫歐，因此其導(dǎo)通電阻對電路的性能影響很小。此狀態(tài)下保護(hù)電路的消耗電流為級，通常小于7pAo2、過充電保護(hù)鋰離子電池要求的充電方式為恒流/恒壓，在充電初期，為恒流充電，隨著充 電過程，電壓會上升到4. 2V（根據(jù)正極材料不同，有的電池要求恒壓值為4. IV）, 轉(zhuǎn)為恒壓充電，直至電流越來越小。電池在被充電過程中，如果充電器電路失去控制，會使電池電壓超過4.2V后 繼續(xù)恒流充電，此時電池電壓仍會繼續(xù)上升，當(dāng)電池電壓被充電至超過4.3V時， 電池的化學(xué)副反應(yīng)將加劇，會導(dǎo)致電池?fù)p壞或出現(xiàn)安全問題。在帶有保護(hù)電路的電池中，當(dāng)控制IC檢測到電池電壓達(dá)到4. 28V（該值山控制IC決定，不同的IC有不同的

3、值）時，其“CO”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?，使V2 曲導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了充電回路，使充電器無法再對電池進(jìn)行充電，起到過 充電保護(hù)作用。而此時由于V2自帶的體二極管VD2的存在，電池可以通過該二極 管對外部負(fù)載進(jìn)行放電。在控制IC檢測到電池電壓超過4. 28V至發(fā)出關(guān)斷V2信號之間，還有一段延時 時間，該延時時間的長短由C3決定，通常設(shè)為1秒左右，以避免因干擾而造成誤 判斷。3、過放電保護(hù)電池在對外部負(fù)載放電過程中，其電壓會隨著放電過程逐漸降低，當(dāng)電池電壓 降至2.5V時，其容量已被完全放光，此時如果讓電池繼續(xù)對負(fù)載放電，將造成電 池的永久性損壞。在電池放電過程中，當(dāng)控制IC檢測到電池電壓

4、低于2. 3Y（該值山控制IC決定，不同的IC有不同的值）時，其“DO”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?使VI由導(dǎo) 通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了放電回路，使電池?zé)o法再對負(fù)載進(jìn)行放電，起到過放電保 護(hù)作用。而此時由于VI自帶的體二極管VD1的存在，充電器可以通過該二極管對 電池進(jìn)行充電。山于在過放電保護(hù)狀態(tài)下電池電壓不能再降低，因此要求保護(hù)電路的消耗電流 極小，此時控制IC會進(jìn)入低功耗狀態(tài)，整個保護(hù)電路耗電會小于O.lPAo在控制IC檢測到電池電壓低于2. 3V至發(fā)出關(guān)斷VI信號之間，也有一段延時 時間，該延時時間的長短由C3決定，通常設(shè)為100毫秒左右，以避免因干擾而造 成誤判斷。4、過電流保護(hù)III于鋰

5、離子電池的化學(xué)特性，電池生產(chǎn)廠家規(guī)定了其放電電流最大不能超過 2C（C二電池容量/小時），當(dāng)電池超過2C電流放電時，將會導(dǎo)致電池的永久性損壞或 出現(xiàn)安全問題。電池在對負(fù)載正常放電過程中，放電電流在經(jīng)過串聯(lián)的2個M0SFET時，由于 M0SFET的導(dǎo)通阻抗，會在其兩端產(chǎn)生一個電壓，該電壓值U二I*RDS*2, RDS為單個 M0SFET導(dǎo)通阻抗，控制IC上的“V-”腳對該電壓值進(jìn)行檢測，若負(fù)載因某種原因 導(dǎo)致異常，使回路電流增大，當(dāng)回路電流大到使U>0. IV（該值山控制IC決定，不 同的IC有不同的值）時，其“D0”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷海筕I III導(dǎo)通轉(zhuǎn)為 關(guān)斷，從而切斷了放電回路，使回路中電流為零，起到過電流保護(hù)作用。在控制IC檢測到過電流發(fā)生至發(fā)出關(guān)斷VI信號之間，也有一段延時時間，該 延時時間的長短由C3決定，通常為13毫秒左右，以避免因干擾而造成誤判斷。在上述控制過程中可知，其過電流檢測值大小不僅取決于控制IC的控制值， 還取決于MOSFET的導(dǎo)通阻抗，當(dāng)MOSFET導(dǎo)通阻抗越大時，對同樣的控制IC,其 過電流保護(hù)值越小。5、短路保護(hù)電池在對負(fù)載放電過程中，若回路電流大到使U>0. 9V（該值曲控制IC決定，不 同的IC有不同的值）時，控制IC則判斷為負(fù)載短路，其“D0”腳將迅速曲高電壓