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鋰電池充電保護(hù)IC的工作原理是怎么樣的?
類(lèi)別:媒體報(bào)道 發(fā)布時(shí)間:2023-02-28 10:01:50 瀏覽人數(shù):1489

鋰離子電池能量密度高,很難保證其安全性。具體來(lái)說(shuō),在過(guò)充的情況下,電池溫度升高后能量會(huì)過(guò)剩,因此電解液會(huì)分解產(chǎn)生氣體,導(dǎo)致內(nèi)部壓力升高而有著火或破裂的危險(xiǎn)。相反,在過(guò)放電的情況下,由于電解質(zhì)的分解(即充電次數(shù)減少),電池特性和耐久性變差。


鋰離子電池的保護(hù)電路是為了確保在這種過(guò)充電和放電條件下的安全性,并防止特性惡化。鋰離子電池保護(hù)電路由保護(hù)IC和兩個(gè)功率MOSFET組成。同時(shí),保護(hù)IC監(jiān)控電池電壓;出現(xiàn)過(guò)充放電時(shí),切換到插入式Power-MOSFET保護(hù)電池。保護(hù)IC的功能是:(1)過(guò)充電保護(hù),(2)過(guò)放電保護(hù)和(3)過(guò)電流/短路保護(hù)。下面將解釋這三種功能的保護(hù)作用。


鋰電池過(guò)充時(shí),電池中的電解液會(huì)分解,導(dǎo)致溫度上升,產(chǎn)生氣體,導(dǎo)致壓力上升,可能會(huì)引起自燃或爆炸的危機(jī)。鋰電池保護(hù)集成電路的目的是防止過(guò)充電。


過(guò)充保護(hù)IC原理:在過(guò)放電場(chǎng)景下,電解液分解導(dǎo)致電池特性變差,充電次數(shù)減少。鋰電池保護(hù)集成電路用于防止鋰電池過(guò)放電,達(dá)到保護(hù)作用。當(dāng)鋰電池連接到充電器且鋰電池電壓高于過(guò)放電電壓時(shí),過(guò)放電保護(hù)功能可被解除。


另外,對(duì)于脈沖放電的場(chǎng)景,過(guò)放電檢測(cè)有延時(shí)時(shí)間,防止這種誤操作。由于不明原因(放電時(shí)或正負(fù)極被金屬物體意外觸碰)而出現(xiàn)過(guò)電流或短路電流。為了保證安全,是間歇性排放的


電流保護(hù)IC的原理:

公式為:若V-=0.2V,RDS(ON)=25m,則保護(hù)電流的大小為I=4A。

同樣,需要設(shè)置過(guò)流檢測(cè)的延時(shí)時(shí)間,防止電流突然流入時(shí)誤動(dòng)作和保護(hù)誤動(dòng)作。一般來(lái)說(shuō),在過(guò)電流發(fā)生后,如果過(guò)電流的元件可以被去除(例如,立即與負(fù)載分離.),它將返回到其正常狀態(tài),并且可以再次進(jìn)行正常的充電和放電動(dòng)作。


當(dāng)連接的充電器在充電過(guò)程中突然出現(xiàn)過(guò)流(充電器損壞),即充電過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)流檢測(cè)。此時(shí),Cout將從高電平切換到低電平,功率mos從開(kāi)/關(guān)切換到保護(hù)狀態(tài)。

注:Vdet4為-0.1V。


(2)縮短測(cè)試時(shí)間:(a)當(dāng)我們打開(kāi)R5426的DSPIN時(shí),延遲時(shí)間如說(shuō)明書(shū)所示;(b)當(dāng)我們將R5426的DS引腳連接到VDD時(shí),延遲時(shí)間將僅為1/90;(c)當(dāng)我們將R5426的DS引腳連接到Vim(最小值=1.2V,最大值=VDD-1.1V)時(shí),延遲時(shí)間可以忽略。


(3)過(guò)充的閂鎖形式:鋰電池不斷重復(fù)充放電動(dòng)作,功率MOS的柵極會(huì)反復(fù)高/低,可能使MOSFET發(fā)熱。同時(shí),電池的壽命構(gòu)成了一個(gè)思想,這表明了鎖存模式的重要性。假設(shè)檢測(cè)過(guò)充保護(hù)時(shí)保護(hù)電路有l(wèi)atch模式,MOSFET不會(huì)發(fā)熱,安全性相對(duì)提高。檢測(cè)到過(guò)充保護(hù)后,只要有充電器接入電池組,此時(shí)的情況和達(dá)到過(guò)充時(shí)的鎖定形式,因此,雖然鋰電池電壓下降,但不會(huì)出現(xiàn)再充電的場(chǎng)景。要解除這種情況,只需拆下充電器,接上負(fù)載,恢復(fù)充放電情況即可。


(4)縮小保護(hù)電路元件:用于過(guò)充和短路保護(hù)的延時(shí)電容內(nèi)部包裹在保護(hù)IC中。


(a)高精度的過(guò)充電保護(hù);(b)降低保護(hù)集成電路的電流消耗,以達(dá)到過(guò)放電保護(hù)的目的;(c)過(guò)流/短路保護(hù)要求低檢測(cè)電壓和高精度;(d)結(jié)束耐壓值。當(dāng)它達(dá)到保護(hù)時(shí),它的靜態(tài)電流消耗需要很小(0.1uA)。有些電池在存放過(guò)程中因?yàn)闀r(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者異常原因,電壓可能低至0 V,所以保護(hù)IC可以0V充電。

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