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锂离子电池充电电路和保护电路设计的紧要性

2021-06-10 ryder

锂离子电池充电电路和保护电路设计的紧要性。以锂离子电池为供电电源的电路设计中,要求将越来越复杂的混合信号系统集成到一个小面积芯片上,这必然给数字、模拟电路提出了低压、低功耗问题。所以,锂离子电池充电电路和保护电路设计就显得十分紧要。


锂离子电池保护电路的必要性


由于锂离子电池能量密度高,在过度充电状态下,电池温度上升后能量将过剩,于是电解液分析而萌生气体,容易使内压上升而萌生自燃或破碎的危险;反之,在过度放电状态下,电解液因分析导致电池特性及耐久性劣化,降低可充电次数,缩短了电池使用寿命。因此对锂离子电池的保护非常紧要,锂离子电池使用中非得要有电池保护芯片,来戒备电池的过充电、过放电和过电流。


综上所述,锂离子电池保护电路的设计是十分紧要的。我们要求锂离子电池电源保护芯片要能实现以下几个最基本的功能:过充电保护、过放电保护、过电流保护以及短路保护。由以上锂离子电池的使用要求可知,为提高锂离子电池的使用寿命并保证电池的安全使用。


锂离子电池保护电路需要具有以下功能


(1)如果充电电压超过电池准许的最大值,能够提供电池放电回路。


(2)如果放电电压低于电池准许的最小值,能够提供电池充电回路。则切断电池与外部电路的连接,并且则切断电池与外部电路的连接。


(3)如果锂离子电池的充、放电电流大于极限值,则切断电池与外部电路的连接。


(4)当锂离子电池回复正常状态后,保护电路应能相应的解除保护状态,使电池能够持续正常工作。


锂离子电池电路设计的留意问题


▲锂离子电池过充,过放电都会影响电池的寿命。


▲留意锂离子电池的充电电压,充电电流。然后选取适宜的充电芯片。


▲留意要戒备锂离子电池的过充,过放,短路保护等问题。


▲设计过后要经过大量的探测。


锂离子电池充电电路管理的设计


锂离子电池充电时,加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子,嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时,锂离子则从片层结构的碳中析出,重新和正极的化合物结合。锂离子的移动萌生了电流。原理虽然很简单,然而在实际的工业加工中,需要考虑的实际问题要多得多:正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性,负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子;填充在正负极之间的电解液,除了保持稳定,还需要具有良好导电性,减小电池内阻。


在锂离子电池处于深放电的情况下,非得要求充电器具有预充过程,使电池满足快速充电的条件;然后,依据电锂池厂商推荐的快速充电速度,一般为1C,充电器对电池进行恒流充电,电池电压缓慢上升;一旦电池电压达到所设定的终止电压,恒流充电终止,充电电流快速衰减,充电进入满充过程。


我们在设计需求要使用锂离子电池的产品时,需要对锂离子电池进行保护电路设计,在此基础上才可以进行充电电路设计。锂离子电池需要做过电压充电保护、过电压放电保护、过流放电保护、短路保护等。所以我们在设计锂离子电池保护电路的时候,至少要实现以上保护功能。

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