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    鋰電池保護芯片工作原理是什么?如何判斷鋰電池保護芯片的作用?

    發布時間:2022-09-15    欄目行業:行業新聞    瀏覽次數:

      目前,鋰電池被廣泛應用于手機、電腦、平板等各種電子產品之中。也就是說我們每天都會接觸到鋰電池,但是如果鋰電池沒有做好安全保護的措施,也會存在隱患。所以,在設計鋰電池的時候,一定會用到鋰電池保護板或者相應的BMS,因為鋰電池的保護十分重要。今天,深圳泰德蘭電子網編為大家介紹的一個問題就是鋰電池保護芯片原理是什么?

      鋰電池保護芯片

      一、保護芯片工作原理中的主要元器件的介紹:

      IC:對電池電壓進行采樣,然后根據判斷發出各種指令來進行保護,是保護芯片的核心

      MOS管:主要起到開關控制作用。

      保護芯片正常工作:

      MOS管在保護芯片上的最初可能是關閉狀態,當鋰電池被連接到保護芯片之后, MOS管首先被觸發, P+和P-端才有輸出電壓,觸發了常用的方法-將B-短接用一根導線。

      保護芯片過充保護:

      在P+和P-之間連接一個高于電池電壓的電源,電源的正極連接B+,電源的負極連接B-。連接電源后,鋰電池開始充電,電流方向流向電流,從電源正極流經電池、D1、MOS2到電源負極。IC通過電容取樣電池電壓值。當電池電壓達到4.25v時,IC發出指令,使引腳CO處于低電平。此時,電流從電源正極出發,流經電池,電路起到保護作用。

      保護芯片過放保護:

      當 P+對P-進行適當的負載連接后,電池開始放電,如I2,電流從電池的正極經負載、D2、MOS1到電池負極;當電池放電至2.5 v時, IC取樣,發出指令,使MOS1截止,電路斷開,電池被保護。

      過流保護:

      當 P+對P-進行適當的負載連接時,電池開始放電,其電流方向如I2,電流從電池的正極經負載、D2、MOS1到電池的負極,當負載驟減時 IC通過 VM引腳采樣到突發性增加電流所產生的電壓時, IC采樣并發出指令,讓MOS1截止,回路斷開電池。

      短路保護:

      當 P+對P-上接負載后,電池開始放電電流方向,如I2,電流從電池的正極經負載、D2、MOS1進入電池的負極, IC通過 VM引腳采集突發性增加電流而產生的電壓,然后 IC采樣并發出指令,讓MOS1截止,回路斷開鋰電池。

      二、鋰電池保護IC的功能

      鋰電池除了過充電保護、過放電保護、過電流保護與短路保護功能等鋰電的保護IC功能外,還有其他的保護IC的新功能。

      1、過度充電保護的高精密度化

      當鋰離子電池處于過度充電狀態時,為了防止溫度升高引起的內壓升高,必須停止充電狀態。保護IC將檢測電池電壓。當檢測到過度充電時,過度充電檢測的功率MOSFET將切斷并停止充電。此時,應注意過度充電檢測電壓的高精度化。當電池充電時,用戶非常關心將電池充電到飽滿狀態,并考慮到安全問題。因此,當達到允許電壓時,需要停止充電狀態。為了同時滿足這兩個條件,必須有高精度的探測器。目前,探測器的精度為25mV,需要進一步提高。

      2、降低保護IC的耗電

      隨著使用時間的增加,充電鋰電池的電壓會逐漸降低,最終低于規格和標準值。此時,需要再次充電。如果繼續使用而不充電,電池可能會因過度放電而無法繼續使用。為了防止過度放電,必須檢測電池電壓以保護IC。一旦達到過度放電檢測電壓以下,必須切斷放電方的功率MOSFET并切斷放電。但此時,電池本身仍有自然放電和IC保護的消耗電流,因此有必要將IC保護消耗的電流降到最低。

      3、過電流/短路保護需有低檢測電壓及高精密度的要求

      因不明原因導致短路時,必須立即停止放電。過電流檢測以功率MOSFET的Rds(on)為感應阻抗,以監測其電壓的下降。此時,如果電壓高于過電流檢測電壓,則停止放電。為了使功率MOSFET的Rds(on)在充電電流和放電電流中得到有效應用,阻抗值應盡可能低。目前阻抗約為20mΩ——30mΩ,過電流檢測電壓較低。

      4、耐高電壓

      由于鋰電池組在充電過程中瞬間產生高壓,所以保護 IC應滿足耐高壓要求。

      5、低電池功耗

      在保護狀態時,其靜態耗電流必須要小0.1μA.

      6、零伏可充電

      一些鋰電池在貯存過程中由于放置時間過長或異常等原因,會使電壓降至0 V,因此需要保護 IC在0 V時也可實現充電。

      好了,如果大家需要選購鋰電池保護芯片,可以咨詢深圳泰德蘭電子,我們長期代理國內外電池保護芯片。

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