超詳細(xì)|鋰電池過(guò)充電、過(guò)放、短路保護(hù)電路-KIA MOS管
信息來(lái)源:本站 日期:2021-08-05
該電路主要由鋰電池保護(hù)專(zhuān)用集成電路DW01,充、放電控制MOSFET1(內(nèi)含兩只N溝道MOSFET)等部分組成,單體鋰電池接在B+和B-之間,電池組從P+和P-輸出電壓。
充電時(shí),充電器輸出電壓接在P+和P-之間,電流從P+到單體電池的B+和B-,再經(jīng)過(guò)充電控制MOSFET到P-。
在充電過(guò)程中,當(dāng)單體電池的電壓超過(guò)4.35V時(shí),專(zhuān)用集成電路DW01的OC腳輸出信號(hào)使充電控制MOSFET關(guān)斷,鋰電池立即停止充電,從而防止鋰電池因過(guò)充電而損壞。
放電過(guò)程中,當(dāng)單體電池的電壓降到2.30V時(shí),DW01的OD腳輸出信號(hào)使放電控制MOSFET關(guān)斷,鋰電池立即停止放電,從而防止鋰電池因過(guò)放電而損壞;
DW01的CS腳為電流檢測(cè)腳,輸出短路時(shí),充放電控制MOSFET的導(dǎo)通壓降劇增,CS腳電壓迅速升高,DW01輸出信號(hào)使充放電控制MOSFET迅速關(guān)斷,從而實(shí)現(xiàn)過(guò)電流或短路保護(hù)。
過(guò)充電是指電池經(jīng)一定充電過(guò)程充滿(mǎn)電后,再繼續(xù)充電的行為。
由于在設(shè)計(jì)時(shí),負(fù)極容量比正極容量要高,因此,正極產(chǎn)生的氣體透過(guò)隔膜紙與負(fù)極產(chǎn)生的鎘復(fù)合。
故一般情況下,電池的內(nèi)壓不會(huì)有明顯升高,但如果充電電流過(guò)大,或充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng),產(chǎn)生的氧氣來(lái)不及被消耗,就可能造成內(nèi)壓升高,電池變形,漏液,等不良現(xiàn)象。同時(shí),其電性能也會(huì)顯著降低。
為了防止電池過(guò)充,需要對(duì)充電終點(diǎn)進(jìn)行控制,當(dāng)電池充滿(mǎn)時(shí),會(huì)有一些特別的信息可利用來(lái)判斷充電是否達(dá)到終點(diǎn)。一般有以下六種方法來(lái)防止電池被過(guò)充:
1. 峰值電壓控制:通過(guò)檢測(cè)電池的峰值電壓來(lái)判斷充電的終點(diǎn);
2. dT/dt控制:通過(guò)檢測(cè)電池峰值溫度變化率來(lái)判斷充電的終點(diǎn);
3. T控制:電池充滿(mǎn)電時(shí)溫度與環(huán)境溫度之差會(huì)達(dá)到最大;
4. -V控制:當(dāng)電池充滿(mǎn)電達(dá)到一峰值電壓后,電壓會(huì)下降一定的值;
5. 計(jì)時(shí)控制:通過(guò)設(shè)置一定的充電時(shí)間來(lái)控制充電終點(diǎn),一般設(shè)定要充進(jìn)130%標(biāo)稱(chēng)容量所需的時(shí)間來(lái)控制;
6. TCO控制:考慮電池的安全和特性應(yīng)當(dāng)避免高溫(高溫電池除外)充電,因此當(dāng)電池溫度升高60時(shí)應(yīng)當(dāng)停止充電。
電池放完內(nèi)部?jī)?chǔ)存的電量,電壓達(dá)到一定值后,繼續(xù)放電就會(huì)造成過(guò)放電,通常根據(jù)放電電流來(lái)確定放電截止電壓。
0.2C-2C放電一般設(shè)定1.0V/支,3C以上如5C或10C放電設(shè)定為0.8V/支,電池過(guò)放可能會(huì)給電池帶來(lái)災(zāi)難性的后果,特別是大電流過(guò)放,或反復(fù)過(guò)放對(duì)電池影響更大。
一般而言,過(guò)放電會(huì)使電池內(nèi)壓升高,正負(fù)極活性物質(zhì)可逆性受到破壞,即使充電也只能部分恢復(fù),容量也會(huì)有明顯衰減。
便攜式電子產(chǎn)品以電池作為電源。隨著便攜式產(chǎn)品的迅猛發(fā)展,各種電池的用量大增,并且開(kāi)發(fā)出許多新型電池。除大家較熟悉的高性能堿性電池、可充電的鎳鎘電池、鎳氫電池外,還有近年來(lái)開(kāi)發(fā)的鋰電池。
鋰是一種金屬元素,其化學(xué)符號(hào)為L(zhǎng)i(其英文名為lithium),是一種銀白色、十分柔軟、化學(xué)性能活潑的金屬,在金屬中是最輕的。它除了應(yīng)用于原子能工業(yè)外,可制造特種合金、特種玻璃(電視機(jī)上用的熒光屏玻璃)及鋰電池。在鋰電池中它用作電池的陽(yáng)極。
鋰電池也分成兩大類(lèi):不可充電的及可充電的兩類(lèi)。不可充電的電池稱(chēng)為一次性電池,它只能將化學(xué)能一次性地轉(zhuǎn)化為電能,不能將電能還原回化學(xué)能(或者還原性能極差)。
而可充電的電池稱(chēng)為二次性電池(也稱(chēng)為蓄電池)。它能將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái),在使用時(shí),再將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能,它是可逆的,如電能化學(xué)能鋰電池的主要特點(diǎn)。不可充電的鋰電池有多種,目前常用的有鋰-二氧化錳電池、鋰—亞硫酰氯電池及鋰和其它化合物電池。
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