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锂电池集成保护电路的基本功能

发布时间:2020-03-19 09:31:00  来源:锂电池厂家




 

锂离子电池的保护电路必须具有以下3个功能:
① 过充监测:过充监测电路可防止锂离子电池的特性劣化、起火及破裂,确保安全性。
② 过放监测:过放监测电路可防止电池特性劣化,确保锂离子电池的使用寿命。
③过电流监测:过电流监测电路可防止FET的损坏,并可进行短路保护,以及确保搬运时的安全性。
锂离子电池(锂电池)采用集成保护电路,可提高锂离子电池的安全性和可靠性,并可延长锂离子电池的使用寿命。在锂离子电池正常工作状态下,保护电路的FET都为接通状态。为了提高锂离子电池放电电流及充电电流的利用效率,FET应采用导通阻抗较小的功率MOS管。
(1)过充电保护
当锂离子电池在充电过程中已经达到了满充电状态时,若锂离子电池电压继续上升,则将进入过充电状态。此时锂离子电池内部的电解液发生分解,存在着使锂离子电池引燃或破裂的危险性。因此,锂离子电池必须在恒流、恒压下进行充电,并精确地控制锂离子电池的充电电压。过充电保护功能是指在锂离子电池电压达到设定值时,禁止充电器继续对锂离子电池充电,即控制过充电保护的FET变成关断状态,停止充电过程。当检测到锂离子电池电压低于设定值时,控制过充电保护FET导通,允许充电器对锂离子电池充电。通过设定过充检测电压可提高锂离子电池的安全性(防止内压上升)。为防止采用脉冲充电方式及由于噪声而引起过充电保护误动作,需要设定延迟时间,集成保护电路可以利用外接电容来设定延迟时间。
(2)过放电保护
锂离子电池没有记忆效应,是一种十分理想的二次电池。但如果使其放电到终点,锂离子的特性将发生改变,从而缩短锂离子电池的使用寿命。为此,需设置锂离子电池过放电保护功能。过放电保护功能是在锂离子电池的电压变低时,停止对负载放电。将保护电路中控制过放电的FET由导通变为截止状态,禁止锂离子电池继续放电。该过程正好与过充电保护动作相反。
(3)过电流保护
 锂离子电池在保管或携带过程中,由于不慎使电池的正、负极之间被金属导体所短路,或者由于负载设备的故障使锂离子电池处于短路状态时,都会在锂离子电池中流过较大的电流,进而使锂离子电池存在着引然或破裂的危险性。为此,需设置锂离子电池过电流保护功能。过电流保护功能是在出现大电流时终止对负载的放电,此功能的目的在于保护锂离子电池及保护电路的FET,确保锂离子电池在工作状态下的安全性。过电流检测采用FET的导通电阻作为检测电阻,监视其端电压的变化情况,若比所设定的保护电压值高,则立即使锂离子电池停止放电。
 过电流检测必须设置延迟时间,若没有延迟时间,当保护电路的FET突然有电流增加时,检测电路将检测出过电流而使过电流保护动作。因此,集成保护电路设有在短路时和突然有电流流入时的两种不同状况的检测。
锂离子电池虽然具备了上述这些保护功能,但为了确保安全性起见,在保护电路等出现故障时或者使用充电器时,必须注意不使锂离子电池的工作状态进入锂离子电池的禁止使用工作区。

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文章标签:锂电池保护电路
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