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鋰電池充電保護(hù)電路和放電保護(hù)電路要求

來(lái)源:存能電氣  日期:2019-05-16 09:43  瀏覽量:

  鋰電池充電保護(hù)電路和放電保護(hù)電路要求。鋰電池充電電路和放電保護(hù)電路設(shè)計(jì)十分重要,由于鋰電池能量密度高,在過(guò)度充電狀態(tài)下,電池溫度上升后能量將過(guò)剩,于是電解液分解而產(chǎn)生氣體,容易使內(nèi)壓上升而產(chǎn)生自燃或破裂的危險(xiǎn),因此對(duì)鋰電池的保護(hù)非常重要。

  鋰電池保護(hù)電路的原理

  鋰電池(可充型)之所以需要保護(hù),是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、短路及超高溫充放電,因此鋰電池組件總會(huì)跟著一塊精致的保護(hù)板和一片電流保險(xiǎn)器出現(xiàn)。鋰電池的保護(hù)功能通常由保護(hù)電路板和PTC等電流器件協(xié)同完成,保護(hù)板是由電子電路組成,在-40℃至+85℃的環(huán)境下時(shí)刻準(zhǔn)確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流,及時(shí)控制電流回路的通斷;PTC在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。

  普通鋰電池保護(hù)板通常包括控制IC、MOS開(kāi)關(guān)、電阻、電容及輔助器件FUSE、PTC、NTC、ID、存儲(chǔ)器等。其中控制IC,在一切正常的情況下控制MOS開(kāi)關(guān)導(dǎo)通,使電芯與外電路導(dǎo)通,而當(dāng)電芯電壓或回路電流超過(guò)規(guī)定值時(shí),它立刻控制MOS開(kāi)關(guān)關(guān)斷,保護(hù)電芯的安全。

鋰電池保護(hù)電路.jpg

  鋰電池充電保護(hù)電路和放電保護(hù)電路

  1.鋰電池的充電

  單節(jié)鋰電池的最高充電終止電壓為4.2V,不能過(guò)充,否則會(huì)因正極的鋰離子丟失太多而使電池報(bào)廢。對(duì)鋰電池充電時(shí),應(yīng)采用專(zhuān)用的恒流、恒壓充電器,先恒流充電至鋰電池兩端電壓為4.2V后,轉(zhuǎn)入恒壓充電模式;當(dāng)恒壓充電電流降至100mA時(shí),應(yīng)停止充電。

  充電電流(mA)可為0.1~1.5倍電池容量,例如:1350mAh的鋰電池,其充電電流可控制在135mA~2025mA之間。常規(guī)充電電流可選擇在0.5倍電池容量左右,充電時(shí)間約為2~3小時(shí)。

  2.鋰電池的放電

  由于鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原因,放電時(shí)鋰離子不能全部移向正極,必須保留一部分鋰離子在負(fù)極,以保證在下次充電時(shí)鋰離子能夠暢通地嵌入通道。否則,電池壽命會(huì)縮短。為了保證石墨層中放電后留有部分鋰離子,就要嚴(yán)格限制放電終止最低電壓,也就是說(shuō)鋰電池不能過(guò)放電。

  單節(jié)鋰電池的放電終止電壓通常為3.0V,最低不能低于2.5V。電池放電時(shí)間長(zhǎng)短與電池容量、放電電流大小有關(guān)。電池放電時(shí)間(小時(shí))=電池容量/放電電流,且鋰電池放電電流(mA)不應(yīng)超過(guò)電池容量的3倍,例如:1000mAh的鋰電池,則放電電流應(yīng)嚴(yán)格控制在3A以?xún)?nèi),否則會(huì)使電池?fù)p壞。

  鋰電池保護(hù)電路的設(shè)計(jì)是十分重要的。我們要求鋰電池電源保護(hù)芯片要能實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)最基本的功能:過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)以及短路保護(hù)。由以上鋰電池的應(yīng)用要求可知,為提高鋰電池的使用壽命并保證電池的安全使用。

  鋰電池保護(hù)電路需要具有以下功能

  (1)如果充電電壓超過(guò)電池允許的最大值,能夠提供電池放電回路。

  (2)如果放電電壓低于電池允許的最小值,能夠提供電池充電回路。則切斷電池與外部電路的連接,并且則切斷電池與外部電路的連接。

  (3)如果鋰電池的充、放電電流大于極限值,則切斷電池與外部電路的連接。

  (4)當(dāng)鋰電池回復(fù)正常狀態(tài)后,保護(hù)電路應(yīng)能相應(yīng)的解除保護(hù)狀態(tài),使電池能夠繼續(xù)正常工作。

  鋰電池過(guò)充,過(guò)放電都會(huì)影響電池的壽命。平常我們需要注意鋰電池的充電電壓,充電電流。然后選取合適的充電芯片。

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