鋰離子電池保護電路的原理和特性要求
假設 V- = 0.2V,Rds(on) = 25mΩ,則保護電流的大小為 I = 4A
同樣地,過(guò)電流檢測也必須設有延遲時(shí)間以防有突發(fā)電流流入時(shí)產(chǎn)生誤動(dòng)作。
通常在過(guò)電流產(chǎn)生后,若能去除過(guò)電流因素(例如馬上與負載脫離),將會(huì )恢復其正常狀態(tài),可以再進(jìn)行正常的充放電動(dòng)作。
四、鋰電池保護IC的新功能
除了上述的鋰電池保護IC功能之外,下面這些新的功能同樣值得關(guān)注:
1.充電時(shí)的過(guò)電流保護
當連接充電器進(jìn)行充電時(shí)突然產(chǎn)生過(guò)電流(如充電器損壞),電路立即進(jìn)行過(guò)電流檢測,此時(shí)Cout將由高轉為低,功率MOSFET由開(kāi)轉為切斷,實(shí)現保護功能。
V- = I × Rds(on) × 2
?。↖ 是充電電流;Vdet4,過(guò)電流檢測電壓,Vdet4 為 -0.1V)
2.過(guò)度充電時(shí)的鎖定模式
通常保護IC在過(guò)度充電保護時(shí)將經(jīng)過(guò)一段延遲時(shí)間,然后就會(huì )將功率MOSFET切斷以達到保護的目的,當鋰電池電壓一直下降到解除點(diǎn)(過(guò)度充電滯后電壓)時(shí)就會(huì )恢復,此時(shí)又會(huì )繼續充電→保護→放電→充電→放電。這種狀態(tài)的安全性問(wèn)題將無(wú)法獲得有效解決,鋰電池將一直重復著(zhù)充電→放電→充電→放電的動(dòng)作,功率MOSFET的柵極將反復地處于高低電壓交替狀態(tài),這樣可能會(huì )使MOSFET變熱,還會(huì )降低電池壽命,因此鎖定模式很重要。假如鋰電保護電路在檢測到過(guò)度充電保護時(shí)有鎖定模式,MOSFET將不會(huì )變熱,且安全性相對提高很多。
在過(guò)度充電保護之后,只要充電器連接在電池包上,此時(shí)將進(jìn)入過(guò)充鎖定模式。此時(shí),即使鋰電池電壓下降也不會(huì )產(chǎn)生再充電的情形,將充電器移除并連接負載即可恢復充放電的狀態(tài)。
3.減少保護電路組件尺寸
將過(guò)度充電和短路保護用的延遲電容器整合在到保護IC里面,以減少保護電路組件尺寸。
五、對保護IC性能的要求
1.過(guò)度充電保護的高精密度化
當鋰離子電池有過(guò)度充電狀態(tài)時(shí),為防止因溫度上升所導致的內壓上升,須截止充電狀態(tài)。保護IC將檢測電池電壓,當檢測到過(guò)度充電時(shí),則過(guò)度充電檢測的功率MOSFET使之切斷而截止充電。此時(shí)應注意的是過(guò)度充電的檢測電壓的高精密度化,在電池充電時(shí),使電池充電到飽滿(mǎn)的狀態(tài)是使用者很關(guān)心的問(wèn)題,同時(shí)兼顧到安全性問(wèn)題,因此需要在達到容許電壓時(shí)截止充電狀態(tài)。要同時(shí)符合這兩個(gè)條件,必須有高精密度的檢測器,目前檢測器的精密度為25mV,該精密度將有待于進(jìn)一步提高。

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