鋰電池溫度保護(hù)

1、五.溫度保護(hù)對(duì)電池溫度保護(hù)也是許多產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的。在高溫環(huán)境鋰離子電池充放電，會(huì)有過熱 現(xiàn)象。對(duì)溫度保護(hù)采用多種方式，有PTC （自恢復(fù)溫度控制器）；FUSE; BREAKER等，其 原理是把控制器件連接在充放電主回路中，當(dāng)通過一定電流時(shí)，器件會(huì)因電流而產(chǎn)生高溫?cái)嚅_， 從而達(dá)到保護(hù)效果，這類保護(hù)器件分熔斷式和自恢復(fù)兩種。另一類通過溫度敏感器件（NTC） 檢測關(guān)鍵區(qū)域溫度，通過MCU的控制切斷主回路電流達(dá)到保護(hù)效果。以下是典型的溫度保護(hù)應(yīng)用實(shí)例：在電芯的正負(fù)極間串接PTC電芯外電路主回路串接Breaker（斷路器-可恢復(fù)）/Fuse.詳細(xì)介紹一下保護(hù)芯片級(jí)聯(lián)的具體工作情況。還是以S-820

2、4B為例，其CTLC端 子可由芯片外部控制COP端子的輸出電壓、而CTLD端子則可由芯片外部控制DOP 端子的輸出電壓。通過CTLC端子以及CTLD端子可以分別單獨(dú)控制COP端子與 DOP端子的輸出電壓。并且，這些控制功能優(yōu)先于芯片內(nèi)部的電池充放電保護(hù)功 能。如果8節(jié)電池中的某一節(jié)電池發(fā)生過充，與該電池相連接的S-8204B的COP 端子輸出電壓會(huì)發(fā)生變化，該電壓變化會(huì)傳遞到與其相連接的另一個(gè)S-8204B 的CTLC端子，使得另一個(gè)S-8204B的COP端子輸出電壓也發(fā)生變化，從而控制 充電控制用MOSFET關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的過充電保護(hù)。如果8節(jié)電池中的某一節(jié)電池發(fā)生過放電時(shí)，則由與該電

3、池相連接的 S-8204B的DOP端子向另一個(gè)S-8204B芯片的CTLD端子發(fā)出過放信號(hào)，改變其 DOP端子的狀態(tài)，最終使得放電控制用MOSFET關(guān)斷，結(jié)束放電。圖2給出了采 用兩個(gè)S-8204B實(shí)現(xiàn)過充電保護(hù)的電路工作原理圖（在N溝道MOSFET控制情況 下），圖3是過放電保護(hù)工作原理圖。圖2鋰離子電池過充電時(shí)的保護(hù)電路工作原理圖圖3鋰離子電池過放電時(shí)的保護(hù)電路工作原理圖充放電時(shí)的溫度控制另外，對(duì)充放電過程的溫度控制也是許多設(shè)計(jì)者需要考慮的。在高溫的時(shí)候 對(duì)鋰離子電池充放電，會(huì)有爆炸的危險(xiǎn)；在低溫的時(shí)候充放電，會(huì)對(duì)電芯造成損 害。在上面的方案中，在S-8204B的CTLC端子外接一溫度控制開關(guān)（如S-5841）， 在鋰離子電池充電過程中溫度過高時(shí)，溫控開關(guān)的控制信號(hào)通過CTLC端子送給 COP，強(qiáng)行結(jié)束鋰離子電池的充電過程。同樣，在CTLD端子外接溫度控制開關(guān)，則能對(duì)放電過程進(jìn)行溫度保護(hù)。市場上還有單芯片的多節(jié)鋰電池充電保護(hù)解決方案，像Intersil公司的 ISL9208，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)7節(jié)鋰離子電池的充電保護(hù)。對(duì)比多芯片串聯(lián)的方案， 單芯片解決方案的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單、比較容易實(shí)現(xiàn)較好的電氣性能，不過能監(jiān)控 的電池?cái)?shù)量有限，且價(jià)格較貴。采用多芯片的級(jí)聯(lián)方式，如S-8204系列，則不 存在這種數(shù)量上的限制，其電路構(gòu)成靈活成本