三／四節串聯(lián)鋰電池保護系統設計
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
1 系統概述
該保護系統采用精工電子三／四節串聯(lián)鋰離子可充電電池專(zhuān)用充、放電保護IC S-8254構建一級保護。S-8254系列內置高精度電壓檢測電路和延遲電路，針對各節電池進(jìn)行高精度電壓檢測，實(shí)現單節過(guò)充電保護和單節過(guò)放電保護，并具備三段過(guò)電流檢測功能，通過(guò)外接電容可設置過(guò)充電檢測延遲時(shí)間、過(guò)放電檢測延遲時(shí)間和過(guò)電流檢測延遲時(shí)間1(過(guò)電流檢測延遲時(shí)間2和過(guò)電流檢測延遲時(shí)間3在芯片內部被固定)。該系統采用精工電子S-8244系列內置高精度電壓檢測電路和延遲電路的鋰離子可充電電池二級保護專(zhuān)用IC實(shí)現電池的單節二級充電保護，其保護延遲時(shí)間可通過(guò)外接電容的容值來(lái)設置。
圖1為四節電池串聯(lián)使用時(shí)的保護系統原理圖。
S-8254通過(guò)SEL端子可以實(shí)現電池三節串聯(lián)用或四節串聯(lián)用的切換；S-8244則通過(guò)電阻R22短路第四節電池電壓檢測端子VCC3和VSS即可用作三節電池串聯(lián)使用時(shí)的二級保護。
2 各保護功能的實(shí)現
S-8254系列充、放電保護電壓和過(guò)電流檢測電壓以50 mV為進(jìn)階單位，S-8244系列過(guò)充電檢測電壓以5 mV為進(jìn)階單位，系統根據不同場(chǎng)合的使用需求，可以選擇相應適合的型號?，F以圖1保護系統為例，采用S-8254AAVFT和S-8244AAPFN作為保護IC，具體說(shuō)明各保護功能的實(shí)現過(guò)程。
2．1 過(guò)放電保護
通常狀態(tài)下，S-8254放電控制用端子DOP為VSS(電池4的負電壓)電位，放電MOS管QDISl，QDIS2處于導通狀態(tài)，系統可正常進(jìn)行放電工作。當檢測到某節電池電壓低于2．7 V(VDLn)，且這種狀態(tài)保持在TDL(TDL時(shí)間由過(guò)放電檢測延遲端子CDT外接電容CS決定)以上時(shí)，DOP端子的電壓變?yōu)閂DD(電池1的正電壓)電位，放電MOS管關(guān)閉，停止放電，這種狀態(tài)稱(chēng)為過(guò)放電狀態(tài)。進(jìn)入過(guò)放電狀態(tài)后，VMP端子電壓經(jīng)電阻R3由負載下拉至VDD／2以下，S-8254轉為休眠狀態(tài)；斷開(kāi)負載后，VMP端子電壓經(jīng)電阻R9、充電MOS管QCHRl和QCHR2由VDD上拉至VDD／2以上且低于VDD，S-8254退出休眠狀態(tài)。當所有電池電壓都在3．0 V(VDUn)以上時(shí)，過(guò)放電狀態(tài)被解除，系統恢復正常放電工作。
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