《锂电池电路工作原理介绍》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锂电池电路工作原理介绍（2页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、锂电池电路工作原理介绍电路具有过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护功能，其工作原理分析如下：1、正常状态在正常状态下电路中N1的“CO与“D0脚都输出高电压，两个MOSFET都处于导通状态，电池可以自由地进行充 电和放电，由于MOSFET的导通阻抗很小，通常小于30毫欧，因此其导通电阻对电路的性能影响很小。此状态下 保护电路的消耗电流为p A级，通常小于7p A。2、过充电保护锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压，在充电初期，为恒流充电，随着充电过程，电压会上升到4.2V（根据 正极材料不同，有的电池要求恒压值为4.1V），转为恒压充电，直至电流越来越小。电池在被充电过程中，如 果充电
2、器电路失去控制，会使电池电压超过4.2V后继续恒流充电，此时电池电压仍会继续上升，当电池电压被 充电至超过4.3V时，电池的化学副反应将加剧，会导致电池损坏或出现安全问题。在带有保护电路的电池中，当控制IC检测到电池电压达到4.28V （该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值） 时，其“CO脚将由高电压转变为零电压，使V2由导通转为关断，从而切断了充电回路，使充电器无法再对电池 进行充电，起到过充电保护作用。而此时由于V2自带的体二极管VD2的存在，电池可以通过该二极管对外部负 载进行放电。在控制IC检测到电池电压超过4.28V至发出关断V2信号之间，还有一段延时时间，该延时时间的长短由C3
3、决 定，通常设为 1 秒左右，以避免因干扰而造成误判断。3、过放电保护电池在对外部负载放电过程中，其电压会随着放电过程逐渐降低，当电池电压降至2.5V时，其容量已被完全放 光，此时如果让电池继续对负载放电，将造成电池的永久性损坏。在电池放电过程中，当控制IC检测到电池电压低于2.3V （该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值）时，其 “D0脚将由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使电池无法再对负载进行放 电，起到过放电保护作用。而此时由于V1自带的体二极管VD1的存在，充电器可以通过该二极管对电池进行充 电。由于在过放电保护状态下电池电压不能再降低，因此要求保护电
4、路的消耗电流极小，此时控制IC会进入低功耗 状态，整个保护电路耗电会小于0.1p A。在控制IC检测到电池电压低于2.3V至发出关断V1信号之间，也有一段延时时间，该延时时间的长短由C3决定， 通常设为 100毫秒左右，以避免因干扰而造成误判断。4、过电流保护由于锂离子电池的化学特性，电池生产厂家规定了其放电电流最大不能超过2C（C=电池容量/小时），当电池超 过2C电流放电时，将会导致电池的永久性损坏或出现安全问题。电池在对负载正常放电过程中，放电电流在经过串联的2个MOSFET时，由于MOSFET的导通阻抗，会在其两端产 生一个电压，该电压值U=I*RDS*2, RDS为单个MOSFET导
5、通阻抗，控制IC上的“V-脚对该电压值进行检测， 若负载因某种原因导致异常，使回路电流增大，当回路电流大到使U0.1V（该值由控制IC决定，不同的IC有 不同的值）时，其“D0脚将由高电压转变为零电压，使VI由导通转为关断，从而切断了放电回路，使回路中电 流为零，起到过电流保护作用。在控制IC检测到过电流发生至发出关断V1信号之间，也有一段延时时间，该延时时间的长短由C3决定，通常 为13毫秒左右，以避免因干扰而造成误判断。在上述控制过程中可知，其过电流检测值大小不仅取决于控制IC的控制值，还取决于MOSFET的导通阻抗，当 MOSFET导通阻抗越大时，对同样的控制IC,其过电流保护值越小。5
6、、短路保护电池在对负载放电过程中，若回路电流大到使U0.9V （该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值）时，控制 IC则判断为负载短路，其“D0脚将迅速由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断放电回路， 起到短路保护作用。短路保护的延时时间极短，通常小于7 微秒。其工作原理与过电流保护类似，只是判断方法 不同，保护延时时间也不一样。以上详细阐述了单节锂离子电池保护电路的工作原理，多节串联锂离子电池的保护原理与之类似，在此不再赘述， 上面电路中所用的控制IC为日本理光公司的R5421系列，在实际的电池保护电路中，还有许多其它类型的控制IC,如日本精工的S-8241系列、日本MITS
7、UMI的MM3061系列、台湾富晶的FS312和FS313系列、台湾类比科技 的AAT8632系列等等，其工作原理大同小异，只是在具体参数上有所差别，有些控制IC为了节省外围电路，将 滤波电容和延时电容做到了芯片内部，其外围电路可以很少，如日本精工的S-8241系列。除了控制IC外，电 路中还有一个重要元件，就是MOSFET,它在电路中起着开关的作用，由于它直接串接在电池与外部负载之间， 因此它的导通阻抗对电池的性能有影响，当选用的MOSFET较好时，其导通阻抗很小，电池包的内阻就小，带载 能力也强，在放电时其消耗的电能也少。随着科技的发展，便携式设备的体积越做越小，而随着这种趋势，对锂离子电池的保护电路体积的要求也越来越 小，在这两年已出现了将控制IC和MOSFET整合成一颗保护IC的产品，如DIALOG公司的DA7112系列，有的厂 家甚至将整个保护电路封装成一颗小尺寸的IC,如MITSUMI公司的产品。ECHB6O1M
锂电池电路工作原理介绍
