幾種7S鋰離子電池保護電路分析

在鋰離子電池保護IC產(chǎn)品中,目前最多只有做到4節串聯(lián)的,因此不少工程師在設計大于4節的鋰離子電池保護電路時(shí),會(huì )感到資料太少,或缺少現成的產(chǎn)品電路可以研發(fā).

本人在這兩年中共接觸到四、五種其它公司研發(fā)的7節鋰離子電池串聯(lián)保護電路,在這里利用業(yè)余時(shí)間,一種一種畫(huà)出來(lái)供給大家參考,使工程師免走彎路.

下圖是第一種的原理圖

上面的這個(gè)電路是一家外國公司所研發(fā)的早期版本的7節串聯(lián)鋰離子電池保護電路.電路的保護功能較為可靠,并帶有簡(jiǎn)單的充電平衡電路.

但該電路有較大的缺點(diǎn):7S中的電芯耗電不均衡,低幾節的電芯靜態(tài)耗電過(guò)大.

小缺點(diǎn)也有一些:電路稍顯復雜,難以擴展,成本也沒(méi)有做到較低.

但是作為早期的7S保護電路產(chǎn)品,它的保護功能是完全實(shí)現了,具有過(guò)充電,過(guò)放電和過(guò)流及短路保護功能.也有簡(jiǎn)單的充電平衡功能.下圖是這個(gè)電路對應的電路板,板上有顆芯片LM339燒毀.

下圖是又一家外國公司所設計的7S鋰離子電池保護電路.

從電路圖上可以看出,它的電路已經(jīng)比第一種中的電路簡(jiǎn)潔,成本也略為降低,保護功能也能完全實(shí)現.

其缺點(diǎn)是:成本仍然較高.保護開(kāi)關(guān)置于電芯中間部位,生產(chǎn)組裝與批量生產(chǎn)時(shí)的測試都會(huì )較麻煩.

上面兩種電路的共同點(diǎn)是:

都是用2節4S鋰離子電池保護IC(MM1414或S-8254)構成一個(gè)7S的鋰離子電池保護電路.這種電路結構目前仍然有廠(chǎng)家在使用.

但這種電路結構較難擴展,受保護IC本身限制.比如,如果想要一個(gè)5S的保護電路,這種電路結構就是無(wú)法實(shí)現的.下面這是第3種7S鋰離子電池保護電路,是國內的一家公司所提供的,也是許多人所關(guān)注的用單個(gè)保護IC所構成的7S保護電路.

這個(gè)保護電路的特點(diǎn)是擴展性較好,成本也比較低,靜態(tài)時(shí)功耗最小.另一個(gè)特點(diǎn)是第一次將充電回路與放電回路分離,這樣在成本上會(huì )少一些,放電時(shí)的內阻也會(huì )更小一些.

該電路還有一個(gè)特點(diǎn)是,當過(guò)充電保護時(shí),被過(guò)充電的那節電芯的耗電流會(huì )很大,具有一些平衡的功能.

不足之處是在過(guò)放電保護后的耗電反而會(huì )比靜態(tài)略高.從圖中可以看到,上半部分每個(gè)電芯的電路都是相同的,而且可以繼續往上擴展到10節甚至13節.當然,更多節數時(shí),要考慮MOSFET的耐壓了.