詳解7S鋰離子電池保護的電路設計

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。

從上圖可以看出，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。