锂电池充电保护电路和放电保护电路要求

2019-07-29      2339 次浏览

锂电池充电保护电路和放电保护电路要求。锂电池充电电路和放电保护电路设计十分重要,由于锂电池能量密度高,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,容易使内压上升而产生自燃或破裂的危险,因此对锂电池的保护非常重要。


锂电池保护电路的原理


锂电池(可充型)之所以需要保护,是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,因此锂电池组件总会跟着一块精致的保护板和一片电流保险器出现。锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC等电流器件协同完成,保护板是由电子电路组成,在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流,及时控制电流回路的通断;PTC在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。


普通锂电池保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件FUSE、PTC、NTC、ID、存储器等。其中控制IC,在一切正常的情况下控制MOS开关导通,使电芯与外电路导通,而当电芯电压或回路电流超过规定值时,它立刻控制MOS开关关断,保护电芯的安全。


锂电池充电保护电路和放电保护电路


1.锂电池的充电


单节锂电池的最高充电终止电压为4.2V,不能过充,否则会因正极的锂离子丢失太多而使电池报废。对锂电池充电时,应采用专用的恒流、恒压充电器,先恒流充电至锂电池两端电压为4.2V后,转入恒压充电模式;当恒压充电电流降至100mA时,应停止充电。


充电电流(mA)可为0.1~1.5倍电池容量,例如:1350mAh的锂电池,其充电电流可控制在135mA~2025mA之间。常规充电电流可选择在0.5倍电池容量左右,充电时间约为2~3小时。


2.锂电池的放电


由于锂电池的内部结构原因,放电时锂离子不能全部移向正极,必须保留一部分锂离子在负极,以保证在下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则,电池寿命会缩短。为了保证石墨层中放电后留有部分锂离子,就要严格限制放电终止最低电压,也就是说锂电池不能过放电。


单节锂电池的放电终止电压通常为3.0V,最低不能低于2.5V。电池放电时间长短与电池容量、放电电流大小有关。电池放电时间(小时)=电池容量/放电电流,且锂电池放电电流(mA)不应超过电池容量的3倍,例如:1000mAh的锂电池,则放电电流应严格控制在3A以内,否则会使电池损坏。


锂电池保护电路的设计是十分重要的。我们要求锂电池电源保护芯片要能实现以下几个最基本的功能:过充电保护、过放电保护、过电流保护以及短路保护。由以上锂电池的应用要求可知,为提高锂电池的使用寿命并保证电池的安全使用。


锂电池保护电路需要具有以下功能


(1)如果充电电压超过电池允许的最大值,能够提供电池放电回路。


(2)如果放电电压低于电池允许的最小值,能够提供电池充电回路。则切断电池与外部电路的连接,并且则切断电池与外部电路的连接。


(3)如果锂电池的充、放电电流大于极限值,则切断电池与外部电路的连接。


(4)当锂电池回复正常状态后,保护电路应能相应的解除保护状态,使电池能够继续正常工作。


锂电池过充,过放电都会影响电池的寿命。平常我们需要注意锂电池的充电电压,充电电流。然后选取合适的充电芯片。


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