锂离子电池保护电路基本知识
锂电池保护电路三线接法
锂电池保护电路三线接法
锂电池保护电路通常有三个线,包括正极正电源线、负极负电源线和负极电流检测线。
以下是锂电池保护电路的三线接法:
1. 正极连接:将锂电池的正极与正电源线连接。
正电源线一般是保护电路的VCC供电线,用来为保护电路和连接电子设备提供正电源。
2. 负极连接:将锂电池的负极与负电源线连接。
负电源线被用作保护电路的GND线,它可以提供回路的接地。
3. 电流检测线:连接在负极电流检测引脚上,用来测量和监控电池的电流。
负极电流检测引脚输出的电流信号可以用于保护电路控制电池的充放电情况,以便保护电池。
需要注意的是,锂电池保护电路的具体接法可能会根据不同的电路设计有所不同,建议在使用保护电路时,根据其所附的说明书或者技术规范进行正确的接线。
此外,为了确保电路的安全和稳定性,需要遵守电路设计的要求,使用合适的线材和连接方式。
锂离子电池保护电路
锂离子电池保护电路包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护,要求过充电保护高精度、保护IC功耗低、高耐压以及零伏可充电等特性.本文详细介绍了这三种保护电路的原理、新功能和特性要求.近年来,PDA、数字相机、手机、便携式音频设备和蓝牙设备等越来越多的产品采用锂电池作为主要电源.锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点,与镍镉、镍氢电池不太一样,锂电池必须考虑充电、放电时的安全性,以防止特性劣化.针对锂电池的过充、过度放电、过电流及短路保护很重要,所以通常都会在电池包内设计保护线路用以保护锂电池.由于锂离子电池能量密度高,因此难以确保电池的安全性.在过度充电状态下,电池温度上升后能量将过剩,于是电解液分解而产生气体,因内压上升而发生自燃或破裂的危险;反之,在过度放电状态下,电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化,从而降低可充电次数.锂离子电池的保护电路就是要确保这样的过度充电及放电状态时的安全性,并防止特性劣化.锂离子电池的保护电路是由保护IC及两颗功率MOSFET所构成,其中保护IC监视电池电压,当有过度充电及放电状态时切换到以外挂的功率MOSFET来保护电池,保护IC的功能有过度充电保护、过度放电保护和过电流/短路保护.过度充电保护过度充电保护IC的原理为:当外部充电器对锂电池充电时,为防止因温度上升所导致的内压上升,需终止充电状态.此时,保护IC需检测电池电压,当到达4.25V时(假设电池过充点为4.25V)即激活过度充电保护,将功率MOS由开转为关断,进而截止充电.另外, 还必须注意因噪声所产生的过度充电检出误动作,以免判定为过充保护.因此,需要设定延迟时间,并且延迟时间不能短于噪声的持续时间.过度放电保护在过度放电的情况下,电解液因分解而导致电池特性劣化,并造成充电次数的降低.采用锂电池保护IC可以避免过度放电现象发生,实现电池保护功能.过度放电保护IC原理:为了防止锂电池的过度放电状态,假设锂电池接上负载,当锂电池电压低于其过度放电电压检测点(假定为2.3V)时将激活过度放电保护,使功率MOSFET由开转变为关断而截止放电,以避免电池过度放电现象发生,并将电池保持在低静态电流的待机模式,此时的电流仅0.1uA.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发生误动作.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发生时,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,计算公式为: 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发生误动作.通常在过电流发生后,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.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发生过电流(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由开转为关断,实现保护功能.V-(Vdet4过电流检测电压,Vdet4为-0.1V)=I(充电电流)×Rds(on)×22. 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关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发生再充电的情形,将充电器移除并连接负载即可恢复充放电的状态.3. 减小保护电路组件尺寸将过度充电和短路保护用的延迟电容集成到到保护IC里面,以减小保护电路组件尺寸.对保护IC性能的要求1. 过度充电保护的高精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使之关断而截止充电.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,必须有高精度的检测器,目前检测器的精度为25mV,该精度将有待于进一步提高.2. 降低保护IC的耗电随着使用时间的增加,已充过电的锂离子电池电压会逐渐降低,最后低到规格标准值以下,此时就需要再度充电.若未充电而继续使用,可能造成由于过度放电而使电池不能继续使用.为防止过度放电,保护IC必须检测电池电压,一旦达到过度放电检测电压以下,就得使放电一方的功率MOSFET 关断而截止放电.但此时电池本身仍有自然放电及保护IC的消耗电流存在,因此需要使保护IC消耗的电流降到最低程度.3. 过电流/短路保护需有低检测电压及高精度的要求因不明原因导致短路时必须立即停止放电.过电流的检测是以功率MOSFET的Rds(on)为感应阻抗,以监视其电压的下降,此时的电压若比过电流检测电压还高时即停止放电.为了使功率MOSFET的Rds(on)在充电电流与放电电流时有效应用,需使该阻抗值尽量低,目前该阻抗约为20mΩ~30mΩ,这样过电流检测电压就可较低.4. 耐高电压电池包与充电器连接时瞬间会有高压产生,因此保护IC应满足耐高压的要求.5. 低电池功耗在保护状态时,其静态耗电流必须要小0.1uA.6. 零伏可充电有些电池在存放的过程中可能因为放太久或不正常的原因导致电压低到0V,故保护IC需要在0V时也可以实现充电.保护IC发展展望如前所述,未来保护IC将进一步提高检测电压的精度、降低保护IC的耗电流和提高误动作防止功能等,同时充电器连接端子的高耐压也是研发的重点.在封装方面,目前已由SOT23-6逐渐转向SON6封装,将来还有CSP封装,甚至出现COB产品用以满足现在所强调的轻薄短小要求.在功能方面,保护IC不需要集成所有的功能,可根据不同的锂电池材料开发出单一保护IC,如只有过充保护或过放保护功能,这样可以大大减少成本及尺寸.当然,功能组件单晶体化是不变的目标,如目前手机制造商都朝向将保护IC、充电电路以及电源管理IC等外围电路与逻辑IC构成双芯片的芯片组,但目前要使功率MOSFET的开路阻抗降低,难以与其它IC集成,即使以特殊技术制成单芯片,恐怕成本将会过高.因此,保护IC的单晶体化将需一段时间来解决.看了不少资料和文章,自己也在研究,但是在锂电池保护电路方面,很难找到不错的探讨专题。
锂电池基础知识讲解
锂电池基础知识讲解理想的锂离子电池,除了锂离子在正负极之间嵌入和脱出外,不发生其他副反应,不出现锂离子的不可逆消耗。
实际的锂离子电池,每时每刻都有副反应存在,也有不可逆的消耗,如电解液分解,活性物质溶解,金属锂沉积等,只不过程度不同而己。
实际电池系统,每次循环中,任何能够产生或消耗锂离子或电子的副反应,都可能导致电池容量平衡的改变。
一旦电池的容量平衡发生改变,这种改变就是不可逆的,并且可以通过多次循环进行累积,对电池性能产生严重影响。
⑴正极材料的溶解尖晶石LiMn2O4中Mn的溶解是引起LiMn2O4可逆容量衰减的主要原因,对于Mn的溶解机理,一般有两种解释:氧化还原机制和离子交换机制。
氧化还原机制是指放电末期Mn3+的浓度高,在LiMn2O4表面的Mn+会发生歧化反应:2Mn3+(固) Mn4+(固)+Mn2+(液)歧化反应生成的二价锰离子溶于电解液。
离子交换机制是指Li+和H+在尖晶石表面进行交换,最终形成没有电化学活性的HMn2O4。
Xia等的研究表明,锰的溶解所引起的容量损失占整个电池容量损失的比例随着温度的升高而明显增大(由常温下的23%增大到55℃时的34%)[14]。
⑵正极材料的相变化[15]锂离子电池中的相变有两类:一是锂离子正常脱嵌时电极材料发生的相变;二是过充电或过放电时电极材料发生的相变。
对于第一类相变,一般认为锂离子的正常脱嵌反应总是伴随着宿主结构摩尔体积的变化,同时在材料内部产生应力,从而引起宿主晶格发生变化,这些变化减少了颗粒间以及颗粒与电极间的电化学接触。
第二类相变是Jahn-Teller效应。
Jahn-Teller效应是指由于锂离子的反复嵌入与脱嵌引起结构的膨胀与收缩,导致氧八面体偏离球对称性并成为变形的八面体构型。
由于Jahn-Teller效应所导致的尖晶石结构不可逆转变,也是LiMn2O4容量衰减的主要原因之一。
在深度放电时,Mn的平均化合价低于3.5V,尖晶石的结构由立方晶相向四方晶相转变。
锂离子电池的基本知识
锂离子电池的基本知识一般而言,电池有三部分构成:1.锂离子电芯2.保护电路(pcm)3.外壳即胶壳锂离子电芯是一种新型的电池能源,它不含金属锂,在充放电过程中,只有锂离子在正负极间往来运动,电极和电解质不参与反应。
锂离子电芯的能量容量密度可以达到300wh,重量容量密度可以达到125wh。
一、电芯原理锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行,锂离子在正负极之间嵌入脱出,往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在,因此锂离子电芯更加安全稳定。
其反应示意图及基本反应式如下所示:二、电芯的构造锂电池的负极材料是锂金属,正极材料是碳材。
习惯上称为锂电池。
锂离子电池的正极材料是氧化钴锂,负极材料是碳材。
为了区别于传统意义上的锂电池,称之为锂离子电池。
锂离子电池的主要构成:(1)电池盖(2)正极----活性物质为氧化钴锂(钴酸锂)(3)隔膜----一种特殊的複合膜(4)负极----活性物质为碳(5)有机电解液(6)电池壳电芯的正极是licoo2加导电剂和粘合剂,涂在铝箔上形成正极板,负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上,目前比较先进的负极层状石墨颗粒已採用奈米碳。
根据上述的反应机理,正极採用licoo2、linio2、limn2o2,其中licoo2本是一种层结构很稳定的晶型,但当从licoo2拿走xli后,其结构可能发生变化,但是否发生变化取决于x的大小。
通过研究发现当x>时li1-xcoo2的结构表现为极其不稳定,会发生晶型瘫塌,其外部表现为电芯的压倒终结。
所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制li1-xcoo2中的x值,一般充电电压不大于那幺x小于,这时li1-xcoo2的晶型仍是稳定的。
负极c6其本身有自己的特点,当第一次化成后,正极licoo2中的li被充到负极c6中,当放电时li回到正极licoo2中,但化成之后必须有一部分li留在负极c6中,心以保证下次充放电li的正常嵌入,否则电芯的压倒很短,为了保证有一部分li留在负极c6中,一般通过限制放电下限电压来实现。
锂电池过压保护电路
锂电池过压保护电路
锂电池过压保护电路是一种用于保护锂电池免受过压损害的电路。
当锂电池的电压超过设定值时,过压保护电路会自动切断电池的充电或放电电路,以避免电池过压。
锂电池过压保护电路通常由电压检测电路、控制电路和切断电路组成。
电压检测电路用于实时检测锂电池的电压,并将检测结果反馈给控制电路。
控制电路根据检测结果判断是否需要切断充电或放电电路。
当需要切断时,控制电路会发出控制信号,切断电路会执行切断操作,以保护锂电池。
锂电池过压保护电路的设计需要考虑电池的额定电压、过压保护电压、切断时间等因素。
在设计过程中,需要选择合适的电子元件,并进行合理的电路布局,以确保电路的可靠性和稳定性。
锂电池过压保护电路是锂电池充电和放电过程中必不可少的保护措施,它可以有效地保护锂电池免受过压损害,延长锂电池的使用寿命。
锂离子可充电电池保护电路图.doc
锂离子可充电电池保护电路图锂离子可充电电池保护电路工作原理:此保护回路由两个MOSFET 和一个控制IC 外加一些阻容元件构成。
控制IC负责监测电池电压,并控制两个MOSFET 的栅极,MOSFET 在电路中起开关作用,分别控制着充电回路与放电回路的导通与关断,fuse 为熔断器起二级保护,C2为延时电容,该电路具有过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护等功能。
一、正常工作状态在正常充、放电时,电路中控制IC 的C0 与D0 脚高电平,V1、V2 都导通。
充电电流从input+流入,经熔断器向电池充电,经V1、V2 后由input-流出。
正常放电时,电流经input-及V2、V1 流向电池负极,其电流方向与充电电流方向相反。
由于V1、V2 的导通电阻Rds(ON)极小,此状态下的消耗电流为uA 级因此损耗很小。
二、过充电保护电池在被充电初期为恒流充电,随着充电时间的延长,电池电压亦会上升,在此过程中当IC 检测到电池电压达到过充电检测电压(该数值由控制IC 决定)时,则C0 脚由高电压转为低电压,使控制充电的MOSFET 栅极为关断状态,即V2 由导通转为关断从而切断充电回路,使充电器无法对电池进行充电起到保护作用。
过充电检测对应于脉冲充电及由于噪声而产生的误动作,需要设定延迟时间,延迟时间由C2 决定,一般设为1 秒左右。
三、过放电保护过放电保护是在电池电压变低时停止对负载放电。
当电池对负载放电时,其电压亦随放电过程而逐渐降低,当电池电压降至过放检测电压以下时,其容量已经完全放光,如果电池继续放电,则会造成电池的永久性损坏。
所以当控制IC 检测到电池电压低于过放点检测电压时,其D0 脚由高电压转为低电压,使V1 由导通转为关断从而切断放电回路,则电池无法继续放电起到保护作用。
由于在过放检测电压以下时电池电压不能再降低,因此必须要求控制IC 消耗电流极小。
过放电检测对应于脉冲充电及由于噪声而产生的误动作,需要设定的延迟时间一般为100 毫秒左右。
锂电池保护电路动作说明资料
锂电池保护电路动作说明资料锂电池保护动作锂电池保护电路的动作说明资料锂电池保护电路的功能有以下3个方面。
① 过充电保护功能:安全保证*由于充电器的故障或是用通用的电源等无限制地对电池进行充电的时候,电池一方有使不过分充电的控制机能。
*锂电池如在无限制状态下被过分充电的话,会产生破裂,着火的危险现象,有必要防止电池充电至产生以上危险现象。
② 过放电保护功能:防止性能劣化*连接在机器上长期放臵等电池持续放电的场合,电池一方有使不过分放电的控制机能。
*锂电池放电到1V以下时,循环寿命会变得非常短暂,如果放电到0V的话,电池就不能再充电使用。
有必要防止电池放电至这种会使电池性能劣化的程度。
③ 过电流保护功能:确保安全*包括锂电池再内的二次重复使用电池是可以在瞬间放出极大电流的,另外如果由于机器本身的故障导致电流通过电池造成短路等让大电流持续通过的话,是会使机器处于冒火,冒烟,发热等危险状态,有必要防止电池处于以上危险现象。
*即使由于机器故障等情况使外部短路的时候,电池也要有能控制大电流在电池内不会持续流动的功能。
① 保护IC:相当于是保护电路的头脑部分。
② 充放电控制FET:是起控制电池输出开关ON/OFF作用的部分。
③ 保护IC输入端电阻:是为了防止大电流流入保护IC的部品。
④ 防杂波电容:是为了防止静电,电磁波等杂波导致保护电路误动作的部品。
⑤ 保护动作延滞电容:为了不让保护电路由于杂波而产生误动作的,可以设定动作时间的部品。
⑥ FET偏压电阻:是为了控制驱动FET的电压的部品。
⑦ IC电阻保险丝:是为了在有大电流流入保护电路时,切断电源的部品。
⑧ 充放电控制FET驱动用小信号FET:控制充放电FET动作的部品。
⑨ 二极管:是防止保护电路内电流倒流的部品。
⑩ 稳压二极管:在保护电路内,需要定值电压时产生定值电压的部品。
另外保护控制充放电用FET免受静电等外来电压的损害。
⑾ 温度保险丝:是防止充放电FET有大电流通过时过热造成冒烟,冒火等危险现象的部品。
锂电池保护电路板原理
锂电池保护电路板原理引言锂电池在现代生活中得到了广泛应用,如手机、平板电脑、电动车等。
然而,由于其特殊的化学性质,若不加以保护和管理,可能会导致过充、过放、短路等危险情况,甚至引发火灾或爆炸。
为了确保锂电池的安全使用,我们需要在电池上加装锂电池保护电路板(以下简称BMS)。
本文将详细解释与锂电池保护电路板原理相关的基本原理,并确保解释清楚、易于理解。
锂电池基本原理我们需要了解锂电池的基本工作原理。
锂电池是一种化学能转换为电能的装置。
它由正极、负极和隔膜组成。
正极通常采用氧化物材料(如LiCoO2),负极则采用碳材料(如石墨)。
当锂离子从负极通过隔膜进入正极时,化学反应释放出电子,并产生正极材料的还原物。
当外部负载连接到正负极之间时,电子会流动,从而实现了电能的转换和传输。
然而,锂电池在使用过程中存在一些问题。
当锂离子在充放电过程中反复嵌入和脱嵌时,正负极材料可能会发生结构变化,导致容量衰减。
由于锂电池的特殊性质,若不加以保护和管理,可能会出现过充、过放、短路等危险情况。
锂电池保护需求为了确保锂电池的安全使用,我们需要满足以下几个基本需求:1.过充保护:防止充电时电压超过安全范围。
2.过放保护:防止放电时电压低于安全范围。
3.短路保护:防止正负极直接短路。
4.温度保护:防止温度过高引发危险。
5.均衡充放电:使每个单体电池都能得到均衡充放电。
锂电池保护电路板原理为了满足上述需求,我们需要在锂电池上加装BMS。
BMS是一种集成了多种功能的电路板,它可以监测和控制电池的状态,并采取相应的措施保护电池。
下面将详细介绍BMS的工作原理。
1. 过充保护过充保护是指防止锂电池在充电时电压超过安全范围。
当电压超过设定的阈值时,BMS会采取以下措施:•切断充电:BMS会通过控制充电管理芯片或继电器,切断充电源与锂电池之间的连接,停止充电过程。
•发出警报:BMS会触发警报装置(如蜂鸣器),发出警报提示用户。
2. 过放保护过放保护是指防止锂电池在放电时电压低于安全范围。
3.7v锂电池充放电保护电路
3.7v锂电池充放电保护电路摘要:1.引言2.3.7v 锂电池简介3.充放电保护电路的作用4.电路设计原理5.电路元件介绍6.电路制作与调试7.总结正文:【引言】随着科技的发展,锂电池已广泛应用于各种电子设备中。
其中,3.7v 锂电池因其较高的电压和较轻的重量,被大量应用于便携式电子产品。
为了确保锂电池的安全稳定工作,充放电保护电路的设计至关重要。
本文将详细介绍3.7v 锂电池充放电保护电路的相关知识。
【3.7v 锂电池简介】3.7v 锂电池是一种锂离子电池,其标称电压为3.7v。
相较于传统的镍氢电池和镍镉电池,3.7v 锂电池具有更高的能量密度,更轻的重量和更长的寿命。
这使得3.7v 锂电池成为许多电子设备的首选电源。
【充放电保护电路的作用】充放电保护电路主要负责对3.7v 锂电池进行充放电控制,以防止过充、过放、过流和短路等异常情况,确保锂电池的安全稳定工作。
同时,保护电路还能对电池的充电状态进行监测,提供电池状态信息。
【电路设计原理】3.7v 锂电池充放电保护电路通常由四部分组成:充电控制器、放电控制器、电池状态监测器和保护元件。
充电控制器负责控制充电过程,使电池在合适的电压下进行充电;放电控制器负责控制放电过程,保证电池在安全的范围内放电;电池状态监测器负责实时监测电池的充电状态,提供电池状态信息;保护元件包括保险丝、二极管等,用于在电路出现异常时切断电流,保护电路和电池。
【电路元件介绍】充电控制器和放电控制器通常采用专用集成电路,如Ti 的BQ24075、BQ24100 等。
电池状态监测器可以使用电压传感器或电流传感器,如ADI 的AD8209、AD8210 等。
保护元件可以选择合适的保险丝和二极管,如Littelfuse 的3.7v 系列保险丝和1N4148 二极管等。
【电路制作与调试】设计好电路图后,按照电路图选择合适的元件进行焊接。
焊接完成后,对电路进行调试,确保充电、放电保护功能正常。
简单的3.7v锂电池充电保护电路
1. 介绍3.7v锂电池充电保护电路的作用和重要性2. 分析3.7v锂电池充电保护电路的工作原理和组成部分3. 详细解释3.7v锂电池充电保护电路的设计要点和注意事项4. 探讨3.7v锂电池充电保护电路的改进和未来发展方向在现代电子设备中,3.7v锂电池是一种非常常见的电池类型。
然而,由于锂电池特性的限制,需要使用特定的电路来进行充电保护,以确保电池的安全和稳定性。
本文将介绍简单的3.7v锂电池充电保护电路,包括其作用、工作原理、设计要点和未来发展方向。
1. 介绍3.7v锂电池充电保护电路的作用和重要性3.7v锂电池充电保护电路是用来监控和控制锂电池充电过程的电路。
它的作用在于保护锂电池免受过充和过放的损害,并确保充电电流和电压在安全范围内。
这对于延长锂电池的使用寿命、提高其安全性和稳定性至关重要。
2. 分析3.7v锂电池充电保护电路的工作原理和组成部分3.7v锂电池充电保护电路主要由充电管理芯片、电池管理芯片和保护电路三个部分组成。
充电管理芯片负责控制充电电压和电流,以及监测电池的充电状态。
电池管理芯片则负责监测电池的电压、温度和状态,以及控制放电和充电过程。
保护电路主要由过压保护、欠压保护和温度保护三部分组成,可以在电池出现异常情况时及时切断充电或放电电路,保护电池和电路的安全。
3. 详细解释3.7v锂电池充电保护电路的设计要点和注意事项设计3.7v锂电池充电保护电路的关键要点包括合理选择充电管理芯片和电池管理芯片、确定合适的过压保护和欠压保护参数、合理布局电路以确保信号传输的稳定性和可靠性。
还需要注意电路的功耗、成本和体积,以及与其他电路的兼容性和可集成性。
在设计过程中还需要充分考虑到电池的特性和使用环境,尽量减小设计误差和风险。
4. 探讨3.7v锂电池充电保护电路的改进和未来发展方向为了提高3.7v锂电池充电保护电路的性能和可靠性,可以从以下几个方面进行改进:提高充放电效率和速度、降低静态功耗和过压波动、提高温度控制和保护的准确性、增强防误触发功能。
(整理)锂离子电池以及保护电路
锂离子电池保护电路包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护,要求过充电保护高精度、保护IC功耗低、高耐压以及零伏可充电等特性.本文详细介绍了这三种保护电路的原理、新功能和特性要求.近年来,PDA、数字相机、手机、便携式音频设备和蓝牙设备等越来越多的产品采用锂电池作为主要电源.锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点,与镍镉、镍氢电池不太一样,锂电池必须考虑充电、放电时的安全性,以防止特性劣化.针对锂电池的过充、过度放电、过电流及短路保护很重要,所以通常都会在电池包内设计保护线路用以保护锂电池.由于锂离子电池能量密度高,因此难以确保电池的安全性.在过度充电状态下,电池温度上升后能量将过剩,于是电解液分解而产生气体,因内压上升而发生自燃或破裂的危险;反之,在过度放电状态下,电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化,从而降低可充电次数.保护电路图该电路主要由锂电池保护专用集成电路DW01,充、放电控制MOSFET1(内含两只N沟道MOSFET)等部分组成,单体锂电池接在B+和B-之间,电池组从P+和P-输出电压。
充电时,充电器输出电压接在P+和P-之间,电流从P+到单体电池的B+和B-,再经过充电控制MOSFET到P-。
在充电过程中,当单体电池的电压超过4.35V时,专用集成电路DW01的OC脚输出信号使充电控制MOSFET关断,锂电池立即停止充电,从而防止锂电池因过充电而损坏。
放电过程中,当单体电池的电压降到2.30V时,DW01的OD脚输出信号使放电控制MOSFET关断,锂电池立即停止放电,从而防止锂电池因过放电而损坏,DW01的CS脚为电流检测脚,输出短路时,充放电控制MOSFET的导通压降剧增,CS脚电压迅速升高,DW01输出信号使充放电控制MOSFET迅速关断,从而实现过电流或短路保护。
锂离子电池的保护电路就是要确保这样的过度充电及放电状态时的安全性,并防止特性劣化.锂离子电池的保护电路是由保护IC及两颗功率MOSFET所构成,其中保护IC监视电池电压,当有过度充电及放电状态时切换到以外挂的功率MOSFET来保护电池,保护IC的功能有过度充电保护、过度放电保护和过电流/短路保护.过度充电保护过度充电保护IC的原理为:当外部充电器对锂电池充电时,为防止因温度上升所导致的内压上升,需终止充电状态.此时,保护IC需检测电池电压,当到达4.25V时(假设电池过充点为4.25V)即激活过度充电保护,将功率MOS由开转为关断,进而截止充电.另外, 还必须注意因噪声所产生的过度充电检出误动作,以免判定为过充保护.因此,需要设定延迟时间,并且延迟时间不能短于噪声的持续时间.过度放电保护在过度放电的情况下,电解液因分解而导致电池特性劣化,并造成充电次数的降低.采用锂电池保护IC可以避免过度放电现象发生,实现电池保护功能.过度放电保护IC原理:为了防止锂电池的过度放电状态,假设锂电池接上负载,当锂电池电压低于其过度放电电压检测点(假定为2.3V)时将激活过度放电保护,使功率MOSFET由开转变为关断而截止放电,以避免电池过度放电现象发生,并将电池保持在低静态电流的待机模式,此时的电流仅0.1uA.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发生误动作.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发生时,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,计算公式为: 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发生误动作.通常在过电流发生后,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.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发生过电流(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由开转为关断,实现保护功能.V-(Vdet4过电流检测电压,Vdet4为-0.1V)=I(充电电流)×Rds(on)×22. 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关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发生再充电的情形,将充电器移除并连接负载即可恢复充放电的状态.3. 减小保护电路组件尺寸将过度充电和短路保护用的延迟电容集成到到保护IC里面,以减小保护电路组件尺寸.对保护IC性能的要求1. 过度充电保护的高精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使之关断而截止充电.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,必须有高精度的检测器,目前检测器的精度为25mV,该精度将有待于进一步提高.2. 降低保护IC的耗电随着使用时间的增加,已充过电的锂离子电池电压会逐渐降低,最后低到规格标准值以下,此时就需要再度充电.若未充电而继续使用,可能造成由于过度放电而使电池不能继续使用.为防止过度放电,保护IC 必须检测电池电压,一旦达到过度放电检测电压以下,就得使放电一方的功率MOSFET 关断而截止放电.但此时电池本身仍有自然放电及保护IC的消耗电流存在,因此需要使保护IC消耗的电流降到最低程度.3. 过电流/短路保护需有低检测电压及高精度的要求因不明原因导致短路时必须立即停止放电.过电流的检测是以功率MOSFET的Rds(on)为感应阻抗,以监视其电压的下降,此时的电压若比过电流检测电压还高时即停止放电.为了使功率MOSFET的Rds(on)在充电电流与放电电流时有效应用,需使该阻抗值尽量低,目前该阻抗约为20mΩ~30mΩ,这样过电流检测电压就可较低.4. 耐高电压电池包与充电器连接时瞬间会有高压产生,因此保护IC应满足耐高压的要求.5. 低电池功耗在保护状态时,其静态耗电流必须要小0.1uA.6. 零伏可充电有些电池在存放的过程中可能因为放太久或不正常的原因导致电压低到0V,故保护IC需要在0V时也可以实现充电.保护IC发展展望如前所述,未来保护IC将进一步提高检测电压的精度、降低保护IC 的耗电流和提高误动作防止功能等,同时充电器连接端子的高耐压也是研发的重点.在封装方面,目前已由SOT23-6逐渐转向SON6封装,将来还有CSP 封装,甚至出现COB产品用以满足现在所强调的轻薄短小要求.在功能方面,保护IC不需要集成所有的功能,可根据不同的锂电池材料开发出单一保护IC,如只有过充保护或过放保护功能,这样可以大大减少成本及尺寸.当然,功能组件单晶体化是不变的目标,如目前手机制造商都朝向将保护IC、充电电路以及电源管理IC等外围电路与逻辑IC构成双芯片的芯片组,但目前要使功率MOSFET的开路阻抗降低,难以与其它IC 集成,即使以特殊技术制成单芯片,恐怕成本将会过高.因此,保护IC的单晶体化将需一段时间来解决.看了不少资料和文章,自己也在研究,但是在锂电池保护电路方面,很难找到不错的探讨专题。
锂电池保护电路工作原理
一、锂电池保护电路工作原理1.锂电池保护板其正常工作过程为:当电芯电压在2.5V至4.3V之间时,DW01的第1脚、第3脚均输出高电平(等于供电电压),第二脚电压为0V。
此时DW01的第1脚、第3脚电压将分别加到8205的第5、4脚,8205内的两个MOS因其G极接到来自DW01的电压,故均处于导通状态,即两个电子开关均处于开状态。
此时电芯的负极与保护板的P-端相当于直接连通,保护板有电压输出。
2.保护板过放电保护控制原理:当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01内部将通过R22电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01将认为电芯电压已处于过放电电压状态,便立即断开第1脚的输出电压,使第1脚电压变为0V,8205内的开关管因第5脚无电压而关闭。
此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。
即电芯的放电回路被切断,电芯将停止放电。
保护板处于过放电状态并一直保持。
等到保护板的B+与P-间接上充电电压后,DW01经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态,重新在第1脚输出高电压,使8205内的过放电控制管导通,即电芯的B-与保护板的P-又重新接上,电芯经充电器直接充电。
3.保护板过充电保护控制原理:当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯的电压将越来越高,当电芯电压升高到4.4V时,DW01将认为电芯电压已处于过充电电压状态,便立即断开第3脚的输出电压,使第3脚电压变为0V,8205内的开关管因第4脚无电压而关闭。
此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。
即电芯的充电回路被切断,电芯将停止充电。
保护板处于过充电状态并一直保持。
等到保护板的B+与P-间接上放电负载后,因此时虽然过充电控制开关管关闭,但其内部的二极管正方向与放电回路的方向相同,故放电回路可以进行放电,当电芯的电压被放到低于4.3V时,DW01停止过充电保护状态重新在第3脚输出高电压,使8205内的过充电控制管导通,即电芯的B-与保护板P-又重新接上,电芯又能进行正常的充放电。
锂电池保护电路原理
锂电池保护电路原理
锂电池保护电路的原理是通过控制电池的充放电过程,保证电池在安全范围内工作,预防过充、过放、过流等问题的发生,从而延长电池的使用寿命并确保使用过程中的安全性。
1. 过充保护:当锂电池充电到达允许的最高电压时,保护电路会切断电池与充电源的连接,防止继续充电,从而避免过充引起的安全隐患。
2. 过放保护:当锂电池电压降到允许的最低电压时,保护电路会切断电池与负载的连接,防止继续放电,以防止电池过放而损坏。
3. 过流保护:在使用过程中,如果负载产生过高的电流,保护电路会及时切断电池与负载的连接,防止过大电流对电池产生损害或引起过热、安全事故。
4. 温度保护:保护电路还会通过温度传感器实时检测电池的温度,当电池温度过高时,保护电路会切断电池与充电源或负载的连接,以防止温度过高引起的安全隐患。
5. 均衡充放电:在锂电池组中,不同单体电池之间的容量和电压可能存在差异,为了避免电池的过充或过放,保护电路还会实施均衡充放电策略,即通过调节电流,使各个单体电池的电荷状态维持在接近的水平。
综上所述,锂电池保护电路通过监测和控制电池的充放电过程,
有效地保护电池的工作安全,延长电池的使用寿命并提高使用时的安全性。
锂电池保护板知识培训
PTC:PTC的主要特性就是可以自恢复,当回路电流过大、温度过高,其阻值剧增,甚至绝缘。当这些异常因素撤销的时候,自身会自动恢复,将阻值减小,恢复到正常工作状态。
优点:内阻、体积小 缺点:无法自恢复;熔断时间控制难
优点:可自行恢复,减少返修 缺点:内阻、体积大
3 、过电流保护原理
§过电流保护指的是过放电流的保护,通常的保护IC至少有两重过电流保护,过电流1及短路保护,保护IC检测的是VSS—VM端的电压值,当电压值达到过电流1或短路保护的阀值且达到相对的延时时间时,保护IC将DO端断开关闭Q1,使得放电回路切断。过电流解除的条件是pack的输出端的负载去除,保护IC会自动将DO脚置为高电平导通Q1。
Li-ion Battery Discharge Curve
放电曲线中,放电时间与放电电压并不是成线性关系,放电中在整个放电曲线中是占用时间最长的。小于3.5v后放电的曲线就很陡了。C-Rate: Capacity = 1Ch Example: Capacity = 1000mAh 1C = 1000mA
2、打胶系列:
保护板
电芯
上盖
PTC
底壳
支架
底壳打胶
支架打胶
保护板点焊
贴铭牌
装配上盖
方案优势: A、电池空间利用率高,成品尺寸较小; 方案不足: A、因该方案公差易产生一定累积;而国产电芯尺寸的公差远大于进口 电芯,该方案一般不适用使用国产电芯方案;
3、低压注塑系列:
保护板
a、低压注塑
指电池自身放电的大小,自放电由两部份组成:A.电芯的自放电。B.保护板(主要是保护IC)的自放电。
反映的是电芯的充放电循环次数,好的电芯的循环次数应该要大于400次。
锂电池保护电路原理及功能有哪些
锂电池保护电路原理及功能有哪些?离子电池保护电路包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护,要求过充电保护高精度、保护IC功耗低、高耐压以及零伏可充电等特性.本文详细介绍了这三种保护电路的原理、新功能和特性要求.近年来,PDA、数字相机、手机、便携式音频设备和蓝牙设备等越来越多的产品采用锂电池作为主要电源.锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点,与镍镉、镍氢电池不太一样,锂电池必须考虑充电、放电时的安全性,以防止特性劣化.针对锂电池的过充、过度放电、过电流及短路保护很重要,所以通常都会在电池包内设计保护线路用以保护锂电池.由于锂离子电池能量密度高,因此难以确保电池的安全性.在过度充电状态下,电池温度上升后能量将过剩,于是电解液分解而产生气体,因内压上升而发生自燃或破裂的危险;反之,在过度放电状态下,电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化,从而降低可充电次数.锂离子电池的保护电路就是要确保这样的过度充电及放电状态时的安全性,并防止特性劣化.锂离子电池的保护电路是由保护IC及两颗功率MOSFET所构成,其中保护IC监视电池电压,当有过度充电及放电状态时切换到以外挂的功率MOSFET来保护电池,保护IC的功能有过度充电保护、过度放电保护和过电流/短路保护.过度充电保护过度充电保护IC的原理为:当外部充电器对锂电池充电时,为防止因温度上升所导致的内压上升,需终止充电状态.此时,保护IC需检测电池电压,当到达4.25V时(假设电池过充点为4.25V)即激活过度充电保护,将功率MOS由开转为关断,进而截止充电.另外, 还必须注意因噪声所产生的过度充电检出误动作,以免判定为过充保护.因此,需要设定延迟时间,并且延迟时间不能短于噪声的持续时间.过度放电保护在过度放电的情况下,电解液因分解而导致电池特性劣化,并造成充电次数的降低.采用锂电池保护IC可以避免过度放电现象发生,实现电池保护功能.过度放电保护IC原理:为了防止锂电池的过度放电状态,假设锂电池接上负载,当锂电池电压低于其过度放电电压检测点(假定为2.3V)时将激活过度放电保护,使功率MOSFET由开转变为关断而截止放电,以避免电池过度放电现象发生,并将电池保持在低静态电流的待机模式,此时的电流仅0.1uA.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发生误动作.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发生时,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,计算公式为: 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发生误动作.通常在过电流发生后,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.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发生过电流(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由开转为关断,实现保护功能.V-(Vdet4过电流检测电压,Vdet4为-0.1V)=I(充电电流)×Rds(on)×22. 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关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发生再充电的情形,将充电器移除并连接负载即可恢复充放电的状态.3. 减小保护电路组件尺寸将过度充电和短路保护用的延迟电容集成到到保护IC里面,以减小保护电路组件尺寸.对保护IC性能的要求1. 过度充电保护的高精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使之关断而截止充电.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,必须有高精度的检测器,目前检测器的精度为25mV,该精度将有待于进一步提高.2. 降低保护IC的耗电随着使用时间的增加,已充过电的锂离子电池电压会逐渐降低,最后低到规格标准值以下,此时就需要再度充电.若未充电而继续使用,可能造成由于过度放电而使电池不能继续使用.为防止过度放电,保护IC必须检测电池电压,一旦达到过度放电检测电压以下,就得使放电一方的功率MOSFET 关断而截止放电.但此时电池本身仍有自然放电及保护IC的消耗电流存在,因此需要使保护IC消耗的电流降到最低程度.3. 过电流/短路保护需有低检测电压及高精度的要求因不明原因导致短路时必须立即停止放电.过电流的检测是以功率MOSFET的Rds(on)为感应阻抗,以监视其电压的下降,此时的电压若比过电流检测电压还高时即停止放电.为了使功率MOSFET的Rds(on)在充电电流与放电电流时有效应用,需使该阻抗值尽量低,目前该阻抗约为20mΩ~30mΩ,这样过电流检测电压就可较低.4. 耐高电压电池包与充电器连接时瞬间会有高压产生,因此保护IC应满足耐高压的要求.5. 低电池功耗在保护状态时,其静态耗电流必须要小0.1uA.6. 零伏可充电有些电池在存放的过程中可能因为放太久或不正常的原因导致电压低到0V,故保护IC需要在0V时也可以实现充电.保护IC发展展望如前所述,未来保护IC将进一步提高检测电压的精度、降低保护IC的耗电流和提高误动作防止功能等,同时充电器连接端子的高耐压也是研发的重点.在封装方面,目前已由SOT23-6逐渐转向SON6封装,将来还有CSP封装,甚至出现COB产品用以满足现在所强调的轻薄短小要求.在功能方面,保护IC不需要集成所有的功能,可根据不同的锂电池材料开发出单一保护IC,如只有过充保护或过放保护功能,这样可以大大减少成本及尺寸.当然,功能组件单晶体化是不变的目标,如目前手机制造商都朝向将保护IC、充电电路以及电源管理IC等外围电路与逻辑IC构成双芯片的芯片组,但目前要使功率MOSFET的开路阻抗降低,难以与其它IC集成,即使以特殊技术制成单芯片,恐怕成本将会过高.因此,保护IC的单晶体化将需一段时间来解决.。
简单介绍锂离子电池保护电路
简单介绍锂离子电池的保护电路F0803602 5080369048 项家齐指导老师:张峰摘要:锂离子电池已经成为我们现在生活中最常用的充电电池,在各种各样的电子设备中被越来越多地使用,而我们使用锂离子电池的时候经常听说有一块保护电路是封装在电池内的,本文将对这块保护电路的粗略的功能作一个阐述。
关键词:锂离子电池;保护电路;过充保护;过放保护;过流保护;短路保护。
Abstract: Lithium-ion batteries have become the most frequently used rechargeablebatteries in our daily life nowadays. They are more and more frequently used in differentkind of electronic devices. A Lithium-ion battery is always encapsulated with a protection circuit, and this article will introduce some functions of this protection circuit.Keywords: Lithium-ion batteries; protection circuit; over-charge protection;over-discharge protection; over-current protection; short-circuit protection.一、 前言随着信息化进程的不断进行,像手机、笔记本电脑、MP3、掌上游戏机、数码摄像机、录像机等便携式电子设备已经越来越普及,而这些电子产品越来越多地采用锂离子电池供电,这都是由于锂离子电池有非常好的特性和优点。
锂电池主要分为一次电池和二次电池两类,所谓一次电池就是指不能再次进行充电的锂电池,主要使用在某些耗电量低,无需多次充电或是多次充电非常浪费的设备中,而在多数其他的电子设备中都是用二次锂电池,即可再次充电的锂离子电池。
锂电池保护电路综述
锂电池保护电路综述锂离子电池保护电路包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护,要求过充电保护高精密度、保护IC功耗低、高耐压以及零伏可充电等特性。
本文详细介绍了这三种保护电路的原理、新功能和特性要求。
近年来,PDA、数字相机、手机、可携式音讯设备和蓝芽设备等越来越多的产品采用锂电池作为主要电源。
锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点,与镍镉、镍氢电池不太一样,锂电池必须考虑充电、放电时的安全性,以防止特性劣化。
针对锂电池的过充、过度放电、过电流及短路保护很重要,所以通常都会在电池包内设计保护线路用以保护锂电池。
由于锂离子电池能量密度高,因此难以确保电池的安全性。
在过度充电状态下,电池温度上升后能量将过剩,于是电解液分解而产生气体,因内压上升而产生自燃或破裂的危险;反之,在过度放电状态下,电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化,因而降低可充电次数。
锂离子电池的保护电路就是要确保这样的过度充电及放电状态时的安全性,并防止特性劣化。
锂离子电池的保护电路是由保护IC 及两颗功率MOSFET所构成,其中保护IC监视电池电压,当有过度充电及放电状态时切换到以外挂的功率MOSFET来保护电池,保护IC的功能有过度充电保护、过度放电保护和过电流/短路保护。
一、过度充电保护过度充电保护IC的原理为:当外部充电器对锂电池充电时,为防止因温度上升所导致的内压上升,需终止充电状态。
此时,保护IC 需检测电池电压,当到达4.25V时(假设电池过充点为4.25V)即激活过度充电保护,将功率MOSFET由开转为切断,进而截止充电。
另外,还必须注意因噪音所产生的过度充电检出误动作,以免判定为过充保护。
因此,需要设定延迟时间,并且延迟时间不能短于噪音的持续时间。
二、过度放电保护在过度放电的情况下,电解液因分解而导致电池特性劣化,并造成充电次数的降低。
采用锂电池保护IC可以避免过度放电现象产生,实现电池保护功能。
锂电池充电保护电路
锂电池充电保护电路是一种用于保护锂电池充电过程中安全性和稳定性的电路装置。
由于锂电池具有高能量密度,充电时需要特别注意避免过充、过放、过流和过温等问题,以防止电池损坏、过热甚至引发火灾等危险。
典型的锂电池充电保护电路通常包括以下功能:
过充保护:监测电池电压,当电压达到设定阈值时,及时切断充电电源,防止电池充电过度,保护电池不受损害。
过放保护:监测电池电压,当电压降至设定阈值时,切断电池供电,防止电池过度放电,延长电池寿命。
过流保护:监测充电电流或放电电流,当电流超过设定阈值时,切断电池供电,防止电池过度放电或过度充电,保护电池和电路不受损害。
过温保护:通过温度传感器监测电池温度,当温度超过设定阈值时,切断电池供电,防止电池过热,避免安全事故。
短路保护:监测电路是否短路,一旦发现短路情况,立即切断电池供电,避免电路和电池损坏。
这些保护措施可以确保锂电池在充电过程中安全可靠,同时延长电池寿命。
锂电池充电保护电路在电子设备、电动车辆和移动电源等领域得到广泛应用。
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精心整理
锂离子电池保护电路
1.什么是锂离子电池保护ic?
答:在锂离子电池使用过程中,过充电、过放电对锂电池的电性能都会造成一定的影响,为避免使用中出现这种现象,专门设计了一套电路,并用微电子技术把它小型化,成为一个芯片,该芯片俗称锂电池保护ic。
2.保护ic外形是什么样的?
答:保护ic外形常用的有两种:
一种称为SOT-23-5封装。
另一种较薄,称TSSOP-8封装。
3
ic
4
10)短路延时:Tshort10us(1050us)
11)正常功耗:10PE3uA(136uA)
12)静电功耗:1PDN0.1uA
5.锂电池保护电路的PCB板上,除了保护ic外,还需要哪些元件,才能组成一个完整的保护PCB?
答:还需要作为开关功能用的两只场效应管、若干电阻、电容。
6.场效应管是什么样子?
答:场效应管也称MOSFET ,在锂电池保护PCB 上,都是成对使用,因此制造商把两只独立的MOSFET 封装在一起,其外形通常也有两种:
一种是SOP-8封装。
见下图:
其内部接法如下图:
另一种封装较薄,称TSSOP-8。
其内部接法如下:
7. MOSFET 在电路中起什么作用?它是怎样工作的?
答:MOSFET 通常有三只脚,分别称为漏极D 、源极S 、栅极G 。
它在电子线路中的功能可用下图简单说明。
简言之,MOSFET 在电子电路中可把它看作是一只特殊的开关。
当栅极G 得到了一个高电平,右图的开关就闭合;电流在D.S 之间通过。
当栅极G 得到的不是高电平,而是低电平,则D.S 之间开关看作开路,电流不能通过。
8
9. 1234510
管内阻
11ic 将V CU V CL V DU (2.4V) V DL (2.3V)
从锂电池中以吸取电能,可见,要求ic的功耗越小越好。
ic的功耗是用消耗的电流来度量的,一般这个电流值在3~6uA之间。
由电原理图可见,ic通过电阻R1,从电池中吸取电流,因此只要测量出R1两端的电压降V1,根据欧姆定律可算得ic的功耗,电流值为I=V1/R1。
12.一般的电池块有四个输出端(四个弹簧片接点),能介绍一下各自的功能吗?
答:一般的电池块外露有四个簧片接点,其中两点是P+、P-,另外两点各有不同。
见下图:上左图中,NTC是接热敏电阻的端点,(该电阻紧贴锂电池,便于检测电池温度),另一点是接识别电阻的端点IR。
在高档一些的手机中,识别器件是一个ROM片2502(或其它),见图中虚线所示。
上右图中与左图类似,仅少了一个热敏电阻NTC。
13.锂电池的保护PCB板有互换性吗?
答:答案是否定的,主要原因是:
1)
2
3
14
1.
2.
谢谢!
欢迎各位垂询!谢谢!。