一种锂电池组主动均衡充电保护电路的设计
新型串联锂离子电池组主动均衡电路设计
1
提出的主动均衡电路
1.1 基本结构设计 本文提出的 电路具备带 有 LC 串联电路 （谐振 回路） 的桥接网络以及电池接入网络，如下页图 1
作者简介： 李立君 （1979- ） ， 女， 河北衡水人， 讲师， 硕士。研究方向： 电气工程。
串 联 式 锂 离子电 池 的 能 量 密 度 高、 电 池 电 压 高、 使用周期长， 所以， 广泛 用 于 电 动 车 、 储能 系 统 等高电压领域［ 1］。为了最大化锂离子电池容量以及 使用寿命， 需 使用被动电 池均衡电 路或 者 主 动 电 池 ［ 4-5］ 均衡电路 ； 被动均衡 的电路结构 十分简易， 成本 较低； 但是， 此电路会产生热量， 并且均衡 电 池 所需 时间 （均衡时间） 较长。主动均衡适用于在高温下运 行 并且 需 要快速 均衡 的 领 域［ 6-8］但 是 ， 几 乎所有电 路 均仅仅能够 将平衡能 量传输至相 邻 电 池 ， 均衡 时 间会增加， 并且功率传输效率会降低。
A New Series Li-Ion Batteries Active Balancing Circuit Design
LI Li-jun， LI Guang-ju， LI Shu-yuan （Xingtai Polytechnic College ， Xingtai 054000， China） Abstract： In order to solve the problem of li-Ion batteries voltage balance series， put forward to a
0
引言
本文 提 出了 一 种 新型 电 池 到 电 池 主 动 均衡 电 路， 能够直接在 电池串中的任意两个 电 池 之间传 输 平衡能量， 无需使用多 绕组变压 器 。在 零 电流 开 关 （ZCS） 条件 下 进行电 路的开 关 ， 能够降低功耗以 及 电 磁干 扰 （EMI） 。 实际测试结果显示， 相比常规均衡 电路， 提出的 电路能够实现快速 均衡 并且 传 输 效 率 更高。
一种实现动力锂电池组充放电管理的主动均衡方案
4 实验与测试
最终完成实验的电路板能够
２１ 2010 第 10 期
E 电动自行车 LECTRIC B ICYCLE
尾”状的放电曲线变得收敛。
5 结束语
从以上的结论也可以看出， 采用变压器的主动均衡方案不仅 能够克服以往方案的各种缺点， 而且能够获得较大的均衡电流。 均衡电流越大，均衡时间也就越 短，这对使用大容量电池的电动 汽车、电动摩托车、电动自行 车、电动工具等具有实用意义。 除此之外，此方案同时还兼具可 扩展性和较大的弹性。因为分离 元件的设计，工程师可以根据不 同的应用选择适用的变压器参数 和 MOSFET 开关，以满足不同 的均衡电流的要求。对不同的电
模式进入了能量输出模式。能量
通过初级线圈送入整个电池组。
3. 2 底部均衡法
底部均衡法中的电流和时序
条件与顶部均衡法非常类似，只
是顺序和电流的方向与顶部均衡
法相反。扫描发现电池单元 2 是
图 4b 电池组之间的均衡示意图 最弱的单元，必须对其进行补充
充电。此时闭合主开关“( prim”)， 电池组开始对变压器充电。主开 关断开后，变压器存储的能量就 可以转移至选定的电池单元。相 应的次级“( s e c”)开关在本例中 是开关 sec2 闭合后，就开始能 量转移。尤其是当某个电池单元 的电压已经达到 SoC 的下限时， 底部平衡法能够帮助延长整个电 池组的工作时间。只要电池组提 供的电流低于平均平衡电流就能 持续放电，直到最后一块电池单 元也被耗尽。 3. 3 电池组间均衡法
锂电池组均衡充电电源设计与实现
锂电池组均衡充电电源设计与实现首先，锂电池组的均衡充电原理是通过对电池组中电荷状态不平衡的单体电池进行部分放电或充电，使各个单体电池之间的电荷状态趋于一致。
为了实现锂电池组的均衡充电，需要设计一个能够根据各个单体电池的电荷状态进行调控的电源。
在锂电池组均衡充电电源设计中，主要考虑以下几个方面：1.电源输出电压和电流：电源需要能够提供足够的电压和电流，以满足锂电池组均衡充电的需要。
通常情况下，锂电池组的均衡充电电流为单体电池额定容量的0.1倍，所以电源的输出电流应该能够提供这个电流。
2.控制电路设计：控制电路是实现锂电池组均衡充电的关键，它需要能够根据各个单体电池的电荷状态进行调控。
一种常用的控制电路是通过对各个单体电池的电压进行采样和比较，然后通过控制输出电流来实现均衡充电。
控制电路还需要包括对电源输出电压和电流进行监测和保护的功能。
3.安全保护设计：由于锂电池组的特性，充电过程中需要特别注意安全问题。
电源设计时需要包括过充保护、过流保护和过温保护等功能，以确保电池组的安全运行。
设计好锂电池组均衡充电电源后，接下来是实现电源的制作和调试。
具体的实现步骤如下：1.购买所需电子元器件：根据设计需求，购买所需的电子元器件，包括高功率电源模块、控制芯片、电容、电阻等。
2.连接电路：根据设计图纸，连接电路。
安装高功率电源模块、控制芯片，连接电容、电阻等。
需要注意的是，连接时要注意电路的布线和焊接质量，以确保电路的稳定性和可靠性。
3.调试电路：连接好电路后，进行电源的调试。
首先，检查电路的连接是否正确，检测电压是否稳定。
然后，根据设计要求，调节电源的输出电流和电压。
通过对各个单体电池的电压进行采样和比较，观察电源是否能够实现均衡充电。
4.安全测试：在调试完成后，进行安全测试。
测试电源的过充保护、过流保护和过温保护等功能是否正常。
同时，对电源输出电流和电压进行监测和测试，检验电源的稳定性和可靠性。
通过以上步骤，锂电池组均衡充电电源的设计与实现就完成了。
锂电池组均衡充电电源设计与实现
锂电池组均衡充电电源设计与实现锂电池组的均衡充电技术已经成为了现今电动汽车、电动自行车、无人机等领域中的主流技术之一。
由于不同的电池单体在充放电过程中会出现容量差异以及内部电阻影响等因素，这些不同的因素会导致电池单体密度不均，从而使得电池组的总体性能下降。
为了解决这些问题，我们需要设计一种电源，用于对电池组进行均衡充电。
1. 保证均衡充电的效果电池组均衡充电的核心是在充电时限制每个单体的充电电流和电压，以避免充电结束后出现电池单体电压和容量不一致的情况。
因此，在设计锂电池组均衡充电电源时，需要一个充电控制器来实时监测电池单体的电压和电流，以及控制每个单体的充电过程。
2. 实现高效的均衡充电为了实现高效的均衡充电，充电控制器需要对电池组中每个单体进行高精度的电压和电流测量，并基于测量结果，调节每个单体的充电电流，以使得所有单体充电速度尽可能均衡。
3. 改进充电算法为了实现更高的均衡充电效率和更好的充电效果，需要改进充电算法。
现有的均衡充电算法有“直接均衡”和“间接均衡”两种。
其中，“直接均衡”将电流流向直接导向被充电单体，而“间接均衡”则是通过耗散电流来达到均衡充电的目的。
需要根据实际情况来选择合适的充电算法。
4. 选择合适的充电器件在实现锂电池组均衡充电电源时，需要选择合适的充电器件。
充电器件一般需要具有高电流、高精度和高稳定性的特点，以保证充电效率和充电质量。
综上所述，锂电池组均衡充电电源的设计与实现需要充电控制器、高精度的电压和电流测量、改进的充电算法和合适的充电器件等因素的综合配合。
在设计和制造过程中，需要严格按照电池组的性能和规格要求进行设计，以达到预期的均衡充电效果。
锂电池组均衡充电电源设计与实现
锂电池组均衡充电电源设计与实现引言随着电动车、无人机和移动设备的普及，锂电池的应用范围越来越广泛。
锂电池的充电特性和安全性也成为人们关注的焦点。
锂电池组内单体电池之间的电压差异会导致充电不均衡，进而影响电池组的寿命和安全性。
锂电池组均衡充电方案成为了当前锂电池技术研究的热点之一。
本文将介绍一种基于直流-直流转换器的锂电池组均衡充电电源设计与实现。
一、锂电池组均衡充电的原理锂电池组均衡充电的原理是通过对电池组中每个单体电池实施独立的充电控制，使得每个单体电池的电压均衡，并保持在合理范围内。
通常来说，锂电池组均衡充电的实现需要借助于充电管理系统（BMS）来监控和管理每个单体电池的充电状态。
在充电过程中，BMS 会根据每个单体电池的电压情况来动态调节充电电流，以达到均衡充电的目的。
二、锂电池组均衡充电电源设计锂电池组均衡充电电源的设计需求如下：1. 可实现对锂电池组内单体电池的独立充电控制；2. 具备高效率和稳定的性能；3. 具备过压、过流、过温等多种保护功能。
基于上述设计需求，本文提出一种基于直流-直流转换器的锂电池组均衡充电电源设计方案。
该方案将采用多路独立的直流-直流转换器，每路转换器负责对电池组内的一个单体电池进行充电控制。
通过智能控制器对多个转换器进行协调控制，实现对整个电池组的均衡充电。
具体设计方案如下：1. 选择高性能的直流-直流转换器芯片，通过并联多路转换器的方式来实现对各个单体电池的独立充电控制；2. 设计智能控制器，根据BMS提供的每个单体电池的电压信息，动态调节各个转换器的输出电流，以实现均衡充电；3. 设备保护电路，对电压过高、过流、过温等情况进行监测和保护，确保充电过程中的安全性。
通过以上实现步骤，我们就可以得到一套完整的锂电池组均衡充电电源系统。
我们还可以对系统进行测试验证，确保其性能和稳定性符合设计要求。
四、未来展望锂电池组均衡充电技术是锂电池技术领域的热点之一，目前已有很多企业和研究机构在进行相关研究。
锂电池组均衡充电电源设计与实现
锂电池组均衡充电电源设计与实现本文将主要讨论锂电池组均衡充电电源的设计与实现。
我们将介绍锂电池组均衡充电的原理和意义，然后分析目前常用的均衡充电方案，并对均衡充电电源的设计要求进行详细分析。
接着，我们将设计一种基于PWM技术的均衡充电电源，并进行实际测试。
我们将对实验结果进行分析并总结全文。
二、锂电池组均衡充电原理和意义锂电池组由多个单体电池组成，每个单体电池的容量、内阻、电荷放电特性等都存在一定的差异，这导致了在充电过程中，各个单体电池充电程度不一致，进而导致了锂电池组容量的不充分利用和寿命的缩短。
对锂电池组进行均衡充电是非常必要的。
均衡充电的原理是通过对每个单体电池进行充电、放电的控制，使得各个单体电池的电压、容量等参数能够达到均衡，进而达到锂电池组容量的最大化利用和寿命的延长。
三、锂电池组均衡充电方案分析目前常见的锂电池组均衡充电方案主要包括被动均衡充电和主动均衡充电两种。
被动均衡充电是指采用平衡电路将各个电池单体的电压限制在特定范围内，通过将多余的电荷转移到电阻或者其他电池单体来实现均衡。
这种方法简单、成本低，但效率较低，且不能对单体进行主动充电，只能进行放电。
主动均衡充电是指采用充电控制器对每个单体电池进行充电和放电控制，以实现均衡。
这种方法效率高、精度好，能够充分利用每个单体电池的充电容量，但是成本较高，控制复杂。
四、锂电池组均衡充电电源设计要求分析在设计锂电池组均衡充电电源时，需要考虑以下几个方面的要求：1. 输出电压范围：锂电池组的工作电压范围一般为3.6V-4.2V，因此均衡充电电源的输出电压需要在此范围内可调。
2. 输出电流范围：充电电流需要根据电池组的容量和充电速度进行调整，因此需要能够实现大范围的电流输出。
3. 充电控制：需要能够对每个单体电池进行充电控制，实现均衡充电。
4. 功能完善：需要具备过充、欠压保护和故障报警等功能，保证锂电池组的安全和可靠运行。
五、基于PWM技术的锂电池组均衡充电电源设计基于PWM技术的均衡充电电源主要由PWM控制器、电源模块和监测电路组成。
锂电池组均衡电路制作
锂电池组均衡电路制作
锂电池组均衡电路是一种通过监测锂电池组中每个单体电池的电压，并根据电压差异自动调整电池充放电状态的电路。
以下是一些简单的制作锂电池组均衡电路的方法：
使用集成均衡器：可以使用市售的集成均衡电路芯片，例如ATtiny13A、BQ77PL157等，这些芯片具有自带保护和均衡功能，可以直接连接到锂电池组上。
DIY均衡器：可以通过购买均衡电路模块并通过串联连接来实现均衡功能。
在DIY设计时，需要根据实际的锂电池组情况（如电压、容量、数量等）选择合适的模块进行组装，通常还需要一定的电子基础知识和使用工具，因此需要谨慎操作。
自制均衡器：可以自己设计和制作均衡电路，电路板设计和焊接需要一定的电子技能。
首先需要确定所需的均衡器电路类型和参数，选择合适的元器件进行组装和连接，最后进行测试和验证。
在使用锂电池组均衡电路时，需要注意保证各单元电池的连接正确、均衡电路的稳定性和可靠性，以及保证锂电池组的安全使用。
一款基于锂电池保护芯片的均衡充电设计方案
一款基于锂电池保护芯片的均衡充电设计方案锂电池是一种高能量密度的电池，被广泛应用于移动设备、电子设备和电动车辆等领域。
由于其化学特性的限制，锂电池在充电和放电过程中需要进行保护和均衡控制，以避免过充、过放和电池不平衡等问题。
因此，设计一款基于锂电池保护芯片的均衡充电方案是非常重要的。
首先，我们需要选取适合锂电池的保护芯片。
保护芯片的功能包括过充保护、过放保护以及短路保护等。
在市场上有许多成熟的锂电池保护芯片供应商，如TI、Maxim和NXP等。
我们可以根据具体需求选取一款适合的保护芯片。
其次，针对充电过程中的均衡控制问题，我们需要设计一种均衡充电电路。
充电电路的主要目标是将电池组中电池的电压进行均衡，以保证各个电池的充电状态达到一致。
一种常见的均衡充电电路是采用分流方式，在电池组中串联电阻或电压依赖器实现电池间的电流分流。
通过监测每个电池的电压，控制分流电阻的导通与否，以实现电池间的均衡充电。
此外，还可以利用开关式电容器均衡电路或者电压源均衡电路来实现电池组均衡充电。
在充电过程中，还需要确保充电电流的稳定和安全。
为此，我们可以在设计中添加电流传感器，并使用反馈控制来控制充电电流。
可以选择使用电流采样电阻或者Hall效应传感器来实现电流的采样。
通过与保护芯片的通信，根据电流变化来调整充电电流，以确保充电的安全性。
此外，为了避免过热问题，我们还可以在设计中加入温度传感器来监测电池的温度。
通过与保护芯片的通信，控制充电电流的大小，以确保电池的温度在安全范围内。
如果温度过高，可以采取降低充电电流、停止充电或其他措施。
最后，为了充分利用电池容量，我们可以在设计中加入充电截止电压的可调功能。
通过与保护芯片的通信，可以根据实际应用需求，调节充电截止电压，以达到最佳的充电效果。
综上所述，一款基于锂电池保护芯片的均衡充电设计方案需要选取适合的保护芯片，并设计均衡充电电路、充电电流控制、温度监测和调节充电截止电压等功能。
基于单片机的锂电池组主动均衡设计
基于单片机的锂电池组主动均衡设计锂电池是一种高能量密度、长寿命、无记忆效应、轻量化的电池，被广泛应用于移动设备、电动汽车等领域。
然而，由于其内部的化学反应不可避免地导致电池组内部电压不均衡，这就需要进行主动均衡来延长电池组的使用寿命和提高性能。
基于单片机的锂电池组主动均衡设计可以通过监测电池组内部电压和温度情况，并通过控制电池组内部的均衡电路，实现对电池组内各单体电池的充放电控制，从而达到均衡的目的。
首先，单片机需要能够实时监测电池组内部各单体电池的电压和温度信息。
可以通过使用模拟转数型数字转换器（ADC）将模拟电压信号转换为数字信号，在单片机中进行处理和分析。
同时，通过温度传感器实时监测电池组内部的温度情况，并将其转换为数字信号供单片机处理。
其次，单片机需要根据监测到的电压和温度数据来判断电池组的均衡状态。
通过设定一定的均衡阈值，当一些单体电池的电压超过或低于设定的阈值时，单片机会判断该单体电池需要进行均衡操作。
然后，单片机需要控制电池组内部的均衡电路来实现均衡操作。
均衡电路通常由放电电阻和放电开关组成。
单片机可以通过控制放电开关的开关状态来控制电池的充放电过程，从而实现对电池组内各单体电池的均衡。
最后，单片机可以通过显示屏或者其他输出设备实时显示电池组内部各单体电池的电压和温度信息，以及均衡操作的状态。
这样可以方便用户了解电池组的使用情况，及时采取措施来保护电池组的性能和寿命。
总之，基于单片机的锂电池组主动均衡设计可以实现对电池组内部各单体电池的主动均衡操作，并提供实时监测和显示电池组信息的功能。
这对于延长电池组的使用寿命和提高性能具有重要意义。
锂电池组均衡充电电源设计与实现
锂电池组均衡充电电源设计与实现1. 引言1.1 研究背景锂电池组均衡充电电源设计与实现是当前电动车、手机等电子产品中广泛应用的技术之一。
随着新能源汽车的发展和智能手机的普及，对锂电池组充电技术的要求也越来越高。
在传统的充电过程中，由于电池单体之间的特性差异，容易导致电池充放电不均匀，进而影响电池寿命和安全性。
研究锂电池组均衡充电电源设计与实现，对于提高电池整体性能具有重要意义。
当前市场上已经存在着各种不同类型的均衡充电方案，包括被动均衡和主动均衡两种主要方式。
被动均衡通过外接电阻进行能量耗散，主动均衡则通过控制电流向电池组中的特定单体充电来实现。
这些方法各有优缺点，需要综合考虑电池组特性和应用需求来选择合适的方案。
对锂电池组均衡充电的研究和实现具有重要意义，可以提高电池组的安全性、稳定性和使用寿命。
1.2 研究意义锂电池组均衡充电电源设计与实现的研究意义非常重要。
随着锂电池技术的不断发展和应用领域的扩大，锂电池组的均衡充电问题逐渐引起人们的关注。
在实际应用中，由于单体电池的不同寿命、内阻和放电深度等原因，锂电池组中的各个单体电池会存在电压差异。
这种电压差异如果不及时进行均衡充电，会导致电池组性能下降、寿命缩短甚至发生安全事故。
研究锂电池组均衡充电电源设计与实现具有重要的意义。
通过设计合理的均衡充电电路可以有效延长锂电池组的使用寿命，提高电池组的安全性和可靠性。
正确处理电池组中各个单体电池的电压差异，有利于提高整个电池组的性能表现，确保电池组在工作过程中的稳定性。
最终，研究锂电池组均衡充电电源设计与实现，对于推动电动汽车、储能系统等领域的发展具有积极的推动作用，有利于提升新能源技术的发展水平和市场竞争力。
1.3 研究目的研究目的部分将围绕着锂电池组均衡充电电源设计与实现的目标和意义展开讨论。
我们的研究旨在研究锂电池组均衡充电技术的原理和实现方式，以期提高锂电池组的充电效率和安全性。
我们希望通过设计和实现一种高效、可靠的充电电源，为锂电池组的均衡充电提供稳定的电力支持。
一种用于锂离子蓄电池组的主动均衡电路设计
一种用于锂离子蓄电池组的主动均衡电路设计
赵旺彬;黄军;陈海涛
【期刊名称】《航天器工程》
【年(卷),期】2018(027)004
【摘要】针对大容量锂离子蓄电池组的均衡管理要求,文章提出一种基于多绕组变压器的主动均衡拓扑电路,采用固定占空比控制,通过多绕组变压器将串联蓄电池组中电压较高单体的能量传输到电池组中,从而实现单体之间的电压均衡.采用Simulink软件进行了仿真验证,结果表明:多绕组变压器均衡电路电池组可以实现大电流快速均衡.该方法可为卫星上大容量电池均衡设计提供参考.
【总页数】6页(P61-66)
【作者】赵旺彬;黄军;陈海涛
【作者单位】上海空间电源研究所,上海 200245;上海空间电源研究所,上海200245;上海空间电源研究所,上海 200245
【正文语种】中文
【中图分类】V442
【相关文献】
1.新型串联锂离子电池组主动均衡电路设计 [J], 李立君;李光举;李树元
2.基于UC3843的锂离子电池组均衡电路设计 [J], 陈晓飞;邹俊;沈军;张力
3.大容量锂离子电池组的高效均衡电路设计分析 [J], 夏来功
4.基于Buck-Boost锂离子电池组均衡电路设计 [J], 李建辉;王彩申;林心笑
5.充电模式下锂离子电池组主动均衡控制方法研究 [J], 胡浪;乔俊叁
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一种锂电池组保护板均衡充电的设计方案
一种锂电池组保护板均衡充电的设计方案
0 引言
常用的均衡充电技术包括恒定分流电阻均衡充电、通断分流电阻均衡充电、平均电池电压均衡充电、开关电容均衡充电、降压型变换器均衡充电、电感均衡充电等。
成组的锂电池串联充电时，应保证每节电池均衡充电，否则使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。
而现有的单节锂电池保护芯片均不含均衡充电控制功能，多节锂电池保护芯片均衡充电控制功能需要外接CPU;通过和保护芯片的串行通讯（如I2C总线）来实现，加大了保护电路的复杂程度和设计难度、降低了系统的效率和可靠性、增加了功耗。
本文针对动力锂电池成组使用，各节锂电池均要求充电过电压、放电欠电压、过流、短路的保护，充电过程中要实现整组电池均衡充电的问题，介绍了一种采用单节锂电池保护芯片对任意串联数的成组锂电池进行保护的含均衡充电功能的电池组保护板的设计方案。
仿真结果和工业生产应用证明，该保护板保护功能完善，工作稳定，性价比高，均衡充电误差小于
50mV.
1 锂电池组保护板均衡充电原理结构。
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电池极片制造、电池装配、电池活化、电池组装等一系列的生产过程中，即使经过严格的检测程序，使每组电源的电压、电阻、容量一致，但使用一段时间，随着充放电次数的增加，电池组之间的性能也会产生这样或那样的差异。
在充电过程中，容量差异将导致有些电池被过充电而有些电池未充满电，放电时容量高的电池未放完电而容量低的则被过放。
如此恶性循环，有可能出现漏液,零电压等现象。
锂电池使用过程中若过充电、过放电、过电流和短路将会导致电池内部发生化学副反应,该副反应加剧后，将会严重影响电池的性能与使用寿命，并可能产生大量气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题。
因此，为提高锂电池使用过程的安全性和使用寿命，基于各种形式的锂电池均衡技术成为国内外的研究热点。
1 锂电池组均衡充电策略
单节的锂电池保护芯片不含均衡充电控制的功能，多节锂离子电池保护芯片的均衡充电控制电路常见的有主动均衡方式和被动均衡方式。
被动均衡方式的工作特点是每节电池都并联一个旁路电阻，将已经充满的电池通过电阻放电，消耗高电能电池的电能来实现均衡目的，其优点是简单可靠易实现，是一种广泛使用的均衡方法。
主动均衡方式的工作特点是经由开关元件、变压器、电感、电容、等构成均衡电路，利用对这些储能元件的充放电，通过继电器或开关器件将能量从高能量水平的电池转移到低能量水平的电池。
主动均衡电路常见的是采用充电控制芯片，另外一种电路是增设CPU控制电路，CPU和保护芯片通过串行通讯来实现控制。
其优点是电路能够快速的实现均衡，没有电阻能量的消耗，效率高。
其缺点是均衡电路结构较为复杂，降低了系统的效率和可靠性，增加了功耗，同时电池及锂电池组的过充、过放以及过流的保护。
2 锂电池组均衡充电保护电路设计
为避免电池出现过充，过放，漏液，零电压等现象，国内外各大半导体生产厂商针对不同类型锂离子电池过充、过放、过流保护的要求设计出各种类型的锂电池保护芯片。
如精工电子有限公司(SII)的型号为S8241的锂电池保护芯片可用于单节锂离子电池过充电、过放电和过电流的保护；精工S8204系列的锂离子电池保护IC内置有高精度检测电路与延迟电路，可监视3节或4节串联锂离子可充电电池的状态；理光(RICOH)推出了一款带充放电温度保护功能的3至5节的锂电池保护芯片R5650；台湾新德科技（NEOTEC）推出的NT1775可用于3节或4节锂电池的过充电、过放电、过电流的监测。
■2.1 锂电池组充放电控制芯片
S8242系列是2节锂电池的控制芯片，内部具有高精度电压检测电路和延迟电路，能够对锂电池的过充电、过放电和过电流的保护。
如S8242AAK-M6T2组成的单节锂电池保护电路的性能参数如表1所示，其典型的连接案例如图1所示。
表1 S8242AAK-M6T2性能参数
检测电压电压值（V）
过充电开启电压 4.280
过充电释放电压 4.130
过放电开启电压 2.4
过放电释放电压 2.9
过电流检测电压0.15
S-8242AAK-M6T2芯片工作于正常工作模式，过充电模式、过放电模式三种状态。
当锂电池电压处于正常工作模式，芯片D out和C out输出高电平，Q1和Q2导通，此时可通过B+和B-放电。
8 | 电子制作 2018年12月
www�ele169�com | 9
电子电路设计与方案
图1 S-8242AAK-M6T2芯片连接案例
当锂电池电压大于过充电开启电压时，芯片D out 输出
高电平，而C out 输出低电平，此时Q1导通，Q2断开，此
时处于过充电保护状态，不能通过B+和B-进行充电。
过充电保护后，锂电池电压重新下降，当下降到过充电释放电压时，C out 输出恢复高电平，Q2重新导通，从而取消充电保护。
当锂电池电压小于过放电开启电压时，芯片D out 输出
低电平，而C out 输出高电平，此时Q1断开，Q2导通，此
时处于过放电保护状态，不能通过B+和B-进行放电。
过放电保护后，锂电池电压重新上升，当上升到过放电释放电压时，D out 输出恢复高电平，Q1重新导通，从而取消放电保护。
VM 为过流、短路保护电压检测端，当VM 与与V B-的
电压差达到过电流检测电压时，D out 输出低电平，C out 输出
高电平，此时Q1断开，实现电路的过流、短路保护。
■2.2 锂电池组均衡电路示意图采用单节锂电池保护芯片设
计的均衡部分的电路示意图如图2所示。
单节锂电池保护IC 的个数依据锂电池组充放电保护IC 管理的电池数目确定。
当锂电池需要充电时，充电
电源正极接电池组BT+端，负极
接电池组BT-端，锂电池组充放电保护IC 的DO 和CO 输出高电平，此时MOSFET-N 管FET1和FET2导通，此时可通过BT+和
BT-充电。
充电电流流经电池组中单节电池BT1~BTN，假设电池BT1先充满电时，该节电池的单节锂电池保护IC 的CO 输出低电
平，使得与BT1并联的MOSFET-P 管导通，充电电流从该MOSFET-P 管和旁路电阻旁通流向电池BT2，此时旁路电阻又相当于BT1的负载,BT1 通过旁路电阻放电,使BT1电压维持在充满电状态附近一个极小的范围内。
避免了BT1
电池过充电，同时也保证了未充满电的BT2～BTN 继续维
持充电。
图2 锂电池组均衡电路示意图
当电池组中所有的单节锂电池进入过电压保护状态时，
此时，锂电池组充放电保护IC 的 D0输出高电平，而CO 输出低电平，此时MOSFET-N 管FET1导通，FET2断开，此
时处于过充电保护状态，关断主回路，不能通过BT+和BT-对电池组进行充电，此时每一个单节锂电池的电压大小均在
充满电状态附近一个极小的范围内，即实现均衡充电，充电
图3 2串锂电池组均衡充电保护电路
如图3所示。
2.3.1 锂电池组均衡充电保护电路分析
图3中，锂电池组的正常保护电压维持在7.4~8.4V之间，在充电过程中，当其中一个电芯电压大于或等于4.28V 时,控制该电芯的S8241芯片的Cout输出低电平，使得MOSFET-P管导通，此时，充电电流从该电芯的旁路电阻旁通对未充满电的另外一个电池继续充电，从而实现电池充电平衡功能，直到该电池组电压达到8.4V。
在放电过程中，当其中一个电芯电压过放电小于2.40V或者短路时，S8242芯片的的Dout 输出低电平，而Cout输出高电平，此时MOSFET-N管Q3、Q4断开，Q5、Q6导通，关断主回路，此时处于过放电保护状态，不能通过BT+和BT-进行放电。
过放电保护后，单节锂电池电压重新上升，当上升到该电池的过放电释放电压2.9V时，Q3、Q4重新导通，从而取消放电保护。
充放电驱动电路采用增强型N沟道MOSFET，为了增大电流驱动能力，分别采用了2个MOSFET并联使用。
PTC为正温度系数热敏电阻，温度越高,电阻越大。
PTC在稳定状态下,相当于导线,如果检测到电流突然增大，PTC 电阻急剧增大，电路相当于暂时开路，保护电路元件，当电流变小，PTC电阻变小，恢复正常，电路又恢复导通状态。
NTC为负温度系数热敏电阻，温度越高，电阻越小。
电阻
检测电压最小值（V）典型值（V）最大值（V）过充电开启电压 4.255 4.280 4.305
过充电释放电压 4.08 4.13 4.18
过放电开启电压 2.35 2.40 2.45
过放电释放电压 2.80 2.90 3.00
过电流检测电压0.1350.1500.165
3 总结
通过单节锂电池保护芯片设计完成了2串锂离子电池组均衡充、放电保护电路，经测试充、放电保护和均衡电路可靠，此方案可以推广到采用单节锂电池保护芯片对任意串联数的锂电池组进行含均衡充电功能的保护。
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感应的方式测量转速为电机速度的测量提供了一种新的方法，具有一定的理论及实用价值，有广阔的市场前景。
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10 | 电子制作 2018年12月。