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锂电池保护板IC的功能

2021-03-01 ryder

可以说锂电池的IC是电池的守护神;近年来越来越多的产品急速的采用锂电池来当做它的紧要电源,不外乎其:体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池、自放电率低,等优势,也因为与镍镉、镍氢电池不太相同,所以非得考虑充电、放电时之安全,确保特性劣化的戒备,但也因为如此,针对锂电池的过充,过放,过电流及短路电流的保护更显得紧要,所以通常都会在电池组内设计保护线路用以保护锂电池,由此可见锂电池保护IC的紧要性。锂电池因能量密度高,使得难以确保电池的安全性。详尽而言,在过度充电状态下,电池温度上升后能量将过剩,于是电解液分析而出现气体,因内压上升而导致有发火或破碎的危机。反之,在过度放电状态下,电解液因分析导致电池特性劣化及耐久性劣化(即充电次数降低)。


锂电池的保护电路就是要确保这样的过度充电及放电状态时的安全性,并戒备特性的劣化。


对锂电池保护板IC性能的要求


①过度充电保护的高精度化


当锂电池有过度充电状态时,为戒备因温度上升所导致的内压上升,须截止充电状态.保护IC将测试电池电压,当测试到过度充电时,则过度充电测试的功率MOSFET使之关断而截止充电.此时应留意的是过度充电的测试电压的高精度化,在电池充电时,使电池充电到饱满的状态是使用者很关心的问题,同时兼顾到安全性问题,因此要在达到容许电压时截止充电状态.要同时符合这两个条件,非得有高精度的测试器,目前测试器的精度为25mv,该精度将有待于进一步提高.


②降低保护IC的耗电


随着使用时间的新增,已充过电的锂电池电压会逐渐降低,最后低到规格标准值以下,此时就要再度充电.若未充电而持续使用,可能造成由于过度放电而使电池不能持续使用.为戒备过度放电,保护IC非得测试电池电压,一旦达到过度放电测试电压以下,就得使放电一方的功率MOSFET关断而截止放电.但此时电池本身仍有自然放电及保护IC的消耗电流存在,因此要使保护IC消耗的电流降到最低程度.


③过电流/短路保护需有低测试电压及高精度的要求因不明原由导致短路时非得立即停止放电.过电流的测试是以功率MOSFET的Rds(on)为感应阻抗,以监视其电压的下降,此时的电压若比过电流测试电压还高时即停止放电.为了使功率MOSFET的Rds(on)在充电电流与放电电流时有效使用,需使该阻抗值尽量低,目前该阻抗约为20mQ~30mQ,这样过电流测试电压就可较低。④耐高电压


电池组与充电器连接时瞬间会有高压出现,因此保护IC应满足耐高压的要求.


⑤低电池功耗


在保护状态时,其静态耗电流非得要小0.luA.


⑥零伏可充电


有些电池在存放的过程中可能因为放太久或不正常的原由导致电压低到0V,故保护IC要在0V时也可以实现充电.

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