可充電鋰電池三/四節串聯(lián)保護系統設計

為了確保充電時(shí)的安全性和延長(cháng)電池的使用壽命，電池的充電溫度應控制在O～45℃之間為宜。該系統采用一個(gè)負溫度系數的NTC溫度傳感器RES和一個(gè) 2路比較器LM393來(lái)實(shí)現充電溫度保護，其原理圖如圖2所示：當充電溫度位于O～45℃之間時(shí)，LM393的兩路比較器輸出均為高阻態(tài)，PNP型三極管 Q1關(guān)斷，對充電電路不產(chǎn)生影響;隨著(zhù)溫度的升高，RES阻值逐漸變小，當溫度大于45℃時(shí)，LM393下面一路比較器反轉，輸出低電平，通過(guò)二極管D6 將Q1的B極拉低，Q1導通，充電MOS管QCHRl的G極C_QCHR被強制拉高，QCHRl關(guān)閉，停止充電;同樣，隨著(zhù)溫度的降低，RES阻值逐漸變大，當溫度小于O℃時(shí)，LM393上面一路比較器輸出低電平，通過(guò)二極管D5將Q1導通，從而關(guān)閉QCHRl，停止充電。

5、其他保護功能

該系統通過(guò)一些簡(jiǎn)單有效的電路設計，巧妙地實(shí)現了所需的某些保護功能。

2.5.1、放電溫度保護

為了確保電池的使用安全性，需對電池的放電溫度進(jìn)行限制。該系統在放電MOS管QDISl，QDIS2的G極C_QDIS和VDD之間連接了一個(gè)常開(kāi)型可恢復溫度保險絲F1。通常狀態(tài)下F1保持開(kāi)路。不影響正常放電;當電池溫度高于75℃時(shí)，F1閉合，C_QDIS與VDD導通.放電MOS管關(guān)閉，停止放電，從而實(shí)現放電溫度保護功能。

2.5.2 充電防反接保護

若誤將充電器的正、負極反接入系統中，則會(huì )由充電器和電池共同形成一個(gè)大電流回路，導致元器件損壞，甚至帶來(lái)更大的安全危害。該系統在充電回路中串接進(jìn)一個(gè)防反接二極管D1，這樣即使充電器反接，因此時(shí)CHRl的電位將高于CHR+，由于二極管D1的存在，系統將構不成回路，從而對其起到了保護作用。

2.5.3 充電時(shí)禁止放電

系統在連接充電器進(jìn)行充電的過(guò)程中若允許其進(jìn)行放電工作，可能會(huì )帶來(lái)不必要的安全隱患，因此該系統在充電器的正極輸入端CHR+和C_QDIS之間接入了一個(gè)二極管D4。在未連接充電器時(shí)，CHR+懸空，對放電工作不產(chǎn)生影響;當連接充電器進(jìn)行充電時(shí)，C_QDIS通過(guò)D4被CHR+強制拉高，QDISl，QDIS2關(guān)閉，禁止放電。

結語(yǔ)

鋰離子可充電電池以其特有的性能優(yōu)勢已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域中得到了普遍應用，可以預計其必將成為21世紀的主要動(dòng)力電源之一。隨著(zhù)鋰離子可充電電池工業(yè)的發(fā)展，保護系統作為其不可分割的一部分必將起到越來(lái)越重要的作用。