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锂电池的保护电路

▲ u800

▌前言

举个不恰当的例子,电池的充放电就像孩子喝母乳一样。

1.如果孩子一直喝,父母不控制,那么牛奶可能会被喝光,类似于电池过度放置; 2.如果父母不给孩子喝牛奶,牛奶会积累越来越多,类似于电池过充; 3.如果孩子急于喝牛奶,很容易窒息牛奶,类似于电池的过电流保护;

科学喝牛奶,规律喝牛奶,需要父母的监督,那么电池如何实现科学的充放电呢?

锂电池有安全电压范围,最高和最低电压一般称为充放电终止电压或截止电压,当电池实际工作电压长期低于放电终止电压或长期高于充电终止电压时,电池内部会发生不可逆转的损坏,严重损坏电池,导致性能下降,通常称为电池衰减,电池衰减的性能是电池内阻增加、容量下降等。

因此,锂离子电池中通常会有一个小的PCB板,和电池封装在一起,如下图所示,主要作用就是用来保护电池。

▲ 带电池保护板的锂电池

根据组成电路的不同,该电路板一般有过放保护、过充保护、过流保护、短路保护和控制IC失效之后的FUSE这些保护的工作原理将通过一个常见的电路来解释。

▌锂电池保护板

一般锂电池保护板由控制IC、MOS管道、电阻电容器、保险丝FUSE如下图所示。

▲ 锂电池保护板常见电路图

TH为了温度检测,内部是10K NTC接收电池负极;ID电池在位检测一般为47K/10K当电阻接到电阻负极时,有些是0R电阻;TH和ID并非所有锂电池都有选择。

然后根据上述电路,看看以下保护工作原理!

▌过充保护

电池充电时,电流(方向如箭头所示)从电池组的正极流入,通过FUSE最下面的两个从负极流出MOS管道均为导通状态。

▲ 电池充电时的电流方向如箭头所示

充电时,控制IC X一会时刻监测第五脚VDD和第6脚VSS当此电压大于等于过充截止电压并满足过充电压延迟时,X通过控制第三脚关闭会议MOS管Q2,Q2关闭后,充电电路被切断(Q2的体二极管D2也是反向截止),此时电池只能放电。

过充保护解除条件(满足其一即可): 1.电池两端的电压降至保护IC过充恢复电压。 2.在电池组输出端加载放电,放电到电压小于过充保护电压。

▌过放保护

电池组两端加载放电时,电流(方向如箭头所示)与充电相反,如下图所示。

▲ 箭头示如箭头所示

放电时,控制IC X1同样会时刻监测第5脚VDD和第6脚VSS当电压小于等于过放截止电压并达到过放电压的延迟时,控制之间的电压IC X第一脚将关闭Q1,Q1关闭后,放电电路被切断(Q1的体二极管D1是反向截止),这个时候,电池只能充电。

解除过度放电保护的条件:取下负载,给电池组充电VM-VDD当电压达到过放恢复电压值时,控制IC X1会重新打开MOS管Q1。

▌过流/短路保护

过流保护是指过放电流的保护和一般控制IC有两种控制:过流保护和短路保护IC时刻监测VSS-VM当电压值达到过流保护或短路保护的阈值并满足延迟时间时,控制电压值IC会将MOS管Q关闭,切断放电电路。

解除过电流保护的条件是:取下输出端负载并控制IC会自动将Q1重新打开。

▲ 保护电流为21A锂电池保护板

过流保护的电压值一般为0.1 ~ 0.2V,短路保护检测的电压值一般为0.9V~2V,这两个值和控制IC有关系,不同IC,这两个值是不同的。

短路保护电压值是指电流通过Q1和Q如果2上的导通压降,可以得出结论MOS管道内阻越大,保护电流值越小。例如,内阻为20mΩ的MOS管道的过流值为0.15V的控制IC,过流保护的电流应为:0.15V/(0.02*2)=3.75A。

▌控制IC失效时FUSE保护

在一些保护板中添加保险丝IC失效后,起到二级保护作用,避免更坏的结果,当然会增加成本。

▲ 保护电流为100A锂电池保护板

#------------------------------------------------------------ if len(sys.argv) <= 1:     printf('csdnha headstr1 headstr2 \a')     exit()  #------------------------------------------------------------ filenameonlyflag = 0  headstr1 = sys.argv[1] headstr2 = '' if len(sys.argv) > 2:     headstr2 = sys.argv[
       
        2
        ] 
       

标签: 锂电池电池电容

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