锂电池保护电路工作原理及电路设计
来源：宝鄂实业
2019-12-31 23:11
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锂电池保护电路工作原理，锂电池保护电路设计。锂电池(可充电)因其自身特点需要保护。由于锂电池是由防止充电、放电、过充、短路以及在超高温度下充电或放电的材料制成的，所以它们总是伴随着一个精致的保护板和一个电流保险丝。
锂电池保护电路工作原理
锂电池的保护功能通常是通过保护电路板与PTC的配合来完成的。该保护板由电子元件组成，能在-40℃~ +85℃准确监测电池电压和充放电电路电流，及时控制电流电路的通断。PTC的主要功能是保护电池在高温环境下不发生燃烧、爆炸等恶性事故。
保护电路通常由控制IC、MOs开关管、熔断器、电阻、电容等元件组成，如图2所示。在正常情况下,控制IC控制MOs开关管输出信号传导,细胞和外部电路传导,当电池电压或电路电流超过指定值时,它会立即控制MOs管关闭,以保护细胞的安全。
锂电池保护电路。Png
1. 正常状态
在正常状态下，电路中N1的“CO”和“DO”引脚均输出高电压，且均处于导通状态。锂电池可自由充放电。由于MOSFET的传导阻抗很小，通常小于30毫欧姆，所以其传导电阻对电路性能的影响很小。这种状态下保护电路的消耗电流为A级，通常小于7a。
2. 充保护
锂电池需要的充电方式是恒流/恒压充电。在充电初期，对恒流充电。在充电过程中，充电电压会上升到4.2v(根据不同的阴极材料，有的电池需要恒压4.1v)，然后变为恒压充电，直到电流越来越小。
当电池充电时，如果充电器电路失控，电池电压将超过4.2v，并继续以恒流充电。此时，电池电压将继续升高。当电池电压高于4.3v时，电池的化学副反应会加剧，导致电池损坏或出现安全问题。
电池的保护电路,当控制集成电路检测到电池电压达到4.28 v,其“有限公司”脚将从高电压为零电压,将V2从开关到一些地方性的,因此切断充电电路,使充电器无法充电锂电池和发挥充保护作用。此时，由于V2体二极管VD2的存在，电池可以通过该二极管将外部负载放电。当控制IC检测到电池电压超过4.28v和off V2信号发出之间也有一个延时时间。延迟时间由C3决定，通常设置为1秒左右，以避免干扰造成误判。
3.过放电保护
在放电过程中，锂电池的电压会随着放电过程而逐渐降低。当电池电压降至2.5v时，电池容量完全释放。如果电池继续放电，将对电池造成永久性的损害。
电池放电过程中,当控制IC检测电池电压低于2.3 V,价值是由控制IC,不同的集成电路有不同的值),“做”的脚从高电压零电压V1从传导到关闭,切断放电电路,电池不再能负载放电,放电保护效果。此时，由于体二极管VD1 V1的存在，充电器可以通过二极管对电池进行充电。
由于电池电压在过放电保护状态下无法再降低，所以要求保护电路的消耗电流非常小。此时控制IC将进入低功耗状态，整个保护电路的功耗将小于0.11a。控制IC检测到锂电池电压低于2.3v与off V1信号发送之间也存在延时。延迟时间由C3决定，通常设置为100ms左右，以避免干扰造成误判。
