您好,欢迎来到维库仪器仪表网 网站登录 | 免费注册 | 忘记密码

咨询电话SERVICE LINE

0731-82228335

15388015622

商铺首页 公司介绍 公司动态 产品中心 技术资料 在线留言 联系我们
锂电池保护电路原理、功能及特性分析
锂电池保护电路原理、功能及特性分析
  • 锂电池保护电路原理、功能及特性分析
扫一扫

扫一扫
进入手机店铺

锂电池保护电路原理、功能及特性分析

产品价格:
电议
产品型号:
多种型号
供应商等级:
企业未认证
经营模式:
工厂
企业名称:
长沙华耐能源开发有限公司
所属地区:
湖南省 长沙市
发布时间:
2014/7/21 15:03:12

0731-82228335      15388015622

刘浩先生(联系我时,请说明是在维库仪器仪表网看到的,谢谢)

企业档案

长沙华耐能源开发有限公司

企业未认证营业执照已上传

经营模式:工厂

所在地:湖南省 长沙市

产品搜索

手机访问

扫一扫
进入手机店铺

近年来,PDA、数字相机、手机、便携式音频设备和蓝牙设备等越来越多的产品采用锂电池作为主要电源。锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点,与镍镉、镍氢电池不太一样,锂电池须考虑充电、放电时的性,以特性劣化。针对锂电池的过充、过度放电、过电流及短路保护很重要,所以通常都会在电池包内设计保护线路用以保护锂电池。

由于锂离子电池能量密度高,因此电池的性。在过度充电状态下,电池温度上升后能量将过剩,于是电解液分解而产生气体,因内压上升而发生自燃或破裂的危险;反之,在过度放电状态下,电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化,从而降低可充电次数。锂离子电池的保护电路就是要这样的过度充电及放电状态时的性,并特性劣化。锂离子电池的保护电路是由保护IC及两颗功率 MOSFET所构成,其中保护IC电池电压,当有过度充电及放电状态时切换到以的功率MOSFET来保护电池,保护IC的功能有过度充电保护、过度放电保护和过电流/短路保护。

过度充电保护

过度充电保护IC的原理为:当外部充电器对锂电池充电时,为因温度上升所导致的内压上升,需终止充电状态。此时,保护IC需检测电池电压,当到达4.25V时(假设电池过充点为4.25V)即激活过度充电保护,将功率MOS由开转为关断,进而截止充电。另外, 还须注意因噪声所产生的过度充电检出误动作,以免判定为过充保护。因此,需要设定延迟时间,并且延迟时间不能短于噪声的持续时间。

过度放电保护

在过度放电的情况下,电解液因分解而导致电池特性劣化,并造成充电次数的降低。采用锂电池保护IC可以避免过度放电现象发生,实现电池保护功能。

过度放电保护IC原理:为了锂电池的过度放电状态,假设锂电池接上负载,当锂电池电压低于其过度放电电压检测点(假定为2.3V)时将激活过度放电保护,使功率MOSFET由开转变为关断而截止放电,以避免电池过度放电现象发生,并将电池保持在低静态电流的待机模式,此时的电流 0.1uA。

当锂电池接上充电器,且此时锂电池电压高于过度放电电压时,过度放电保护功能方可解除。另外,考虑到脉冲放电的情况,过放电检测电路设有延迟时间以避免发生误动作。

过电流及短路电流

因为不明原因(放电时或正负遭金属物误触)造成过电流或短路,为,须使其立即停止放电。

过电流保护IC原理为,当放电电流过大或短路情况发生时,保护IC将激活过(短路)电流保护,此时过电流的检测是将功率MOSFET的 Rds(on)当成感应阻用以监测其电压的下降情形,如果比所定的过电流检测电压还高则停止放电,计算公式为: V-=I×Rds(on)×2(V-为过电流检测电压,I为放电电流)。假设V-=0.2V,Rds(on)=25mΩ,则保护电流的大小为I=4A。

同样地,过电流检测也须设有延迟时间以有突发电流流入时发生误动作。通常在过电流发生后,若能去除过电流因素(例如马上与负载脱离),将会恢复其正常状态,可以再进行正常的充放电动作。

锂电池保护IC的新功能

除了上述的锂电池保护IC功能之外,下面这些新的功能同样值得关注:

1. 充电时的过电流保护:当连接充电器进行充电时突然发生过电流(如充电器损坏),电路立即进行过电流检测,此时Cout将由高转为低,功率MOSFET由开转为关断,实现保护功能。V-(Vdet4过电流检测电压,Vdet4为-0.1V)=I(充电电流)×Rds(on)×2

2. 过度充电时的锁定模式:通常保护IC在过度充电保护时将经过一段延迟时间,然后就会将功率MOSFET关断以保护的目的,当锂电池电压一直下降到解除点(过度充电滞后电压)时就会恢复,此时又会继续充电-保护-放电-充电-放电。这种状态的性问题将无法获得,锂电池将一直重复着充电-放电-充电-放电的动作,功率MOSFET的栅将反复地处于高低电压交替状态,这样可能会使MOSFET变热,还会降低电池寿命,因此锁定模式很重要。假如锂电保护电路在检测到过度充电保护时有锁定模式,MOSFET将不会变热,且性相对很多。

在过度充电保护之后,只要充电器连接在电池包上,此时将进入过充锁定模式。此时,即使锂电池电压下降也不会发生再充电的情形,将充电器移除并连接负载即可恢复充放电的状态。

3. 减小保护电路组件尺寸

将过度充电和短路保护用的延迟电容集成到到保护IC里面,以减小保护电路组件尺寸

对保护IC性能的要求

1. 过度充电保护的高化

当锂离子电池有过度充电状态时,为因温度上升所导致的内压上升,须截止充电状态。保护IC将检测电池电压,当检测到过度充电时,则过度充电检测的功率MOSFET使之关断而截止充电。此时应注意的是过度充电的检测电压的高化,在电池充电时,使电池充电到饱满的状态是使用者很关心的问题, 同时兼顾到性问题,因此需要在容许电压时截止充电状态。要同时合这两个条件,须有高的检测器,目前检测器的为25mV,该将有待于进一步。

2. 降低保护IC的耗电

随着使用时间的增加,已充过电的锂离子电池电压会逐渐降低,后规格标准值以下,此时就需要充电。若未充电而继续使用,可能造成由于过度放电而使电池不能继续使用。为过度放电,保护IC须检测电池电压,一旦过度放电检测电压以下,就得使放电一方的功率MOSFET 关断而截止放电。但此时电池本身仍有自然放电及保护IC的消耗电流存在,因此需要使保护IC消耗的电流降到程度。

3. 过电流/短路保护需有低检测电压及高的要求因不明原因导致短路时须立即停止放电。过电流的检测是以功率MOSFET的Rds(on)为感应阻,以其电压的下降,此时的电压若比过电流检测电压还高时即停止放电。为了使功率MOSFET的Rds(on)在充电电流与放电电流时应用,需使该阻值尽量低,目前该阻约为 20mΩ~30mΩ,这样过电流检测电压就可较低。

4. 耐高电压电池包与充电器连接时会有高压产生,因此保护IC应满足耐高压的要求。

5. 低电池功耗在保护状态时,其静态耗电流须要小0.1uA。

6. 伏可充电有些电池在存放的过程中可能因为放太久或不正常的原因导致电压0V,故保护IC需要在0V时也可以实现充电。

长沙华耐能源开发有限公司,低温锂电池制造更多产品信息详见华耐电池工厂网站。


联系方式

长沙华耐能源开发有限公司

联系人:
刘浩先生
手机:
15388015622
传真:
0731-82285938
所在地:
湖南省 长沙市
类型:
工厂
地址:
湖南省长沙市雨花区环保科技园

服务热线

0731-82228335

提示:您在维库仪器仪表网上采购商品属于商业贸易行为。以上所展示的信息由卖家自行提供,内容的真实性、准确性和合法性由发布卖家负责,请意识到互联网交易中的风险是客观存在的。 请广大采购商认准带有维库仪器仪表网认证的(金牌会员、VIP会员、至尊VIP会员、百维通)供应商进行采购!
个人中心
商家电话

人工服务电话
0731-82228335

顶部
立即询价
手机访问

扫一扫
进入手机店铺