鋰離子電池集成保護電路原理

在鋰離子電池的使用過程中，過充、過放電和過電流是影響鋰離子電池使用壽命和性能的重要因素。鋰離子電池集成保護電路通過各個保護單元電路有效地監(jiān)測和防止鋰離子電池的損壞。鋰離子電池充放電保護電路，鋰離子電池保護電路由兩個場效應晶體管和一個控制集成電路外加一些電阻電容元件組成。

(1)正常狀態(tài)

在正常狀態(tài)下，N1的CO端和DO端均在電路中輸出高電壓，fets均處于導通狀態(tài)，鋰離子電池可自由充放電。由于場效應晶體管傳導阻力很小,通常小于30米以下,所以它的導電電阻在電路性能幾乎沒有影響。這種狀態(tài)下保護電路的消耗電流為微安，一般小于7a。

(2)過度充電狀態(tài)

鋰離子電池要的充電方式是恒流恒壓充電。充電初期為恒流充電。隨著充電過程的進行，充電電壓逐漸升高至4.2v(根據(jù)陰極材料的不同，有的電池要恒壓至4.1v)。在鋰離子電池充電過程中，假如充電器電路失控，超過4.2v后，鋰離子電池將繼續(xù)以恒流充電，此時鋰離子電池的電壓將繼續(xù)升高。當鋰離子電池電壓高于4.3v時，鋰離子電池的化學副用途會加劇，導致電池損壞或出現(xiàn)安全問題。

在鋰離子電池保護電路,當控制集成電路測試的鋰離子電池電壓4.28V(價值是由控制IC,不同的集成電路有不同值),公司最終將從高電位轉(zhuǎn)換為零電位,使VT2傳導到關閉,切斷充電電路,鋰離子電池的充電器不能充電,充保護效果。此時，由于VT2自身的體部二極管VD2，鋰離子電池可以通過二極管將外部負載放電?？刂萍呻娐窓z測到鋰離子電池電壓超過4.28v與發(fā)送offVT2信號之間存在延時。延遲時間由C3決定，通常設置為1左右，以防止干擾對保護的誤判。

(3)過量放電狀態(tài)

在放電過程中，鋰離子電池的電壓會隨著放電過程而逐漸降低。當鋰離子電池電壓降至2.5v時，其容量已經(jīng)完全暴露。假如鋰離子電池繼續(xù)放電，會對鋰離子電池造成永久性的損傷。鋰離子電池放電過程中,當控制集成電路測試的鋰離子電池電壓低于2.3V,價值是由控制集成電路,集成電路不同有不同的值),它將從高電位轉(zhuǎn)換為零電位,使VT1傳導到關閉,切斷放電電路,使鋰離子電池不能再負載放電,放電保護效果。此時，由于VT1體二極管VD1的存在，充電器可以通過二極管對鋰離子電池進行充電。由于鋰離子電池的電壓在過放電保護狀態(tài)下無法進一步降低，所以要求保護電路的消耗電流最小。此時控制集成電路將進入低功耗狀態(tài)，整個保護電路的功耗將小于0.11a?？刂萍呻娐窓z測到鋰離子電池電壓低于2.3v與發(fā)送offVT1信號之間也存在延時。延遲時間由C3決定，一般設置為100ms左右，以防止干擾對保護的誤判。

(4)過電流狀態(tài)

由于鋰離子電池的化學性質(zhì)，制造商將其放電速率限制在2攝氏度以內(nèi)。當鋰離子電池放電速率超過2C時，會導致鋰離子電池永久性損壞或安全問題。

鋰離子電池向負載正常放電時，放電電流會由于FET的傳導阻抗而在串聯(lián)FET兩端出現(xiàn)電壓降。