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锂电池保护芯片工作原理是什么?如何判断锂电池保护芯片的作用?

发布时间:2022-09-15    栏目行业:行业新闻    浏览次数:

  目前,锂电池被广泛应用于手机、电脑、平板等各种电子产品之中。也就是说我们每天都会接触到锂电池,但是如果锂电池没有做好安全保护的措施,也会存在隐患。所以,在设计锂电池的时候,一定会用到锂电池保护板或者相应的BMS,因为锂电池的保护十分重要。今天,深圳泰德兰电子网编为大家介绍的一个问题就是锂电池保护芯片原理是什么?

  锂电池保护芯片

  一、保护芯片工作原理中的主要元器件的介绍:

  IC:对电池电压进行采样,然后根据判断发出各种指令来进行保护,是保护芯片的核心

  MOS管:主要起到开关控制作用。

  保护芯片正常工作:

  MOS管在保护芯片上的最初可能是关闭状态,当锂电池被连接到保护芯片之后, MOS管首先被触发, P+和P-端才有输出电压,触发了常用的方法-将B-短接用一根导线。

  保护芯片过充保护:

  在P+和P-之间连接一个高于电池电压的电源,电源的正极连接B+,电源的负极连接B-。连接电源后,锂电池开始充电,电流方向流向电流,从电源正极流经电池、D1、MOS2到电源负极。IC通过电容取样电池电压值。当电池电压达到4.25v时,IC发出指令,使引脚CO处于低电平。此时,电流从电源正极出发,流经电池,电路起到保护作用。

  保护芯片过放保护:

  当 P+对P-进行适当的负载连接后,电池开始放电,如I2,电流从电池的正极经负载、D2、MOS1到电池负极;当电池放电至2.5 v时, IC取样,发出指令,使MOS1截止,电路断开,电池被保护。

  过流保护:

  当 P+对P-进行适当的负载连接时,电池开始放电,其电流方向如I2,电流从电池的正极经负载、D2、MOS1到电池的负极,当负载骤减时 IC通过 VM引脚采样到突发性增加电流所产生的电压时, IC采样并发出指令,让MOS1截止,回路断开电池。

  短路保护:

  当 P+对P-上接负载后,电池开始放电电流方向,如I2,电流从电池的正极经负载、D2、MOS1进入电池的负极, IC通过 VM引脚采集突发性增加电流而产生的电压,然后 IC采样并发出指令,让MOS1截止,回路断开锂电池。

  二、锂电池保护IC的功能

  锂电池除了过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护功能等锂电的保护IC功能外,还有其他的保护IC的新功能。

  1、过度充电保护的高精密度化

  当锂离子电池处于过度充电状态时,为了防止温度升高引起的内压升高,必须停止充电状态。保护IC将检测电池电压。当检测到过度充电时,过度充电检测的功率MOSFET将切断并停止充电。此时,应注意过度充电检测电压的高精度化。当电池充电时,用户非常关心将电池充电到饱满状态,并考虑到安全问题。因此,当达到允许电压时,需要停止充电状态。为了同时满足这两个条件,必须有高精度的探测器。目前,探测器的精度为25mV,需要进一步提高。

  2、降低保护IC的耗电

  随着使用时间的增加,充电锂电池的电压会逐渐降低,最终低于规格和标准值。此时,需要再次充电。如果继续使用而不充电,电池可能会因过度放电而无法继续使用。为了防止过度放电,必须检测电池电压以保护IC。一旦达到过度放电检测电压以下,必须切断放电方的功率MOSFET并切断放电。但此时,电池本身仍有自然放电和IC保护的消耗电流,因此有必要将IC保护消耗的电流降到最低。

  3、过电流/短路保护需有低检测电压及高精密度的要求

  因不明原因导致短路时,必须立即停止放电。过电流检测以功率MOSFET的Rds(on)为感应阻抗,以监测其电压的下降。此时,如果电压高于过电流检测电压,则停止放电。为了使功率MOSFET的Rds(on)在充电电流和放电电流中得到有效应用,阻抗值应尽可能低。目前阻抗约为20mΩ——30mΩ,过电流检测电压较低。

  4、耐高电压

  由于锂电池组在充电过程中瞬间产生高压,所以保护 IC应满足耐高压要求。

  5、低电池功耗

  在保护状态时,其静态耗电流必须要小0.1μA.

  6、零伏可充电

  一些锂电池在贮存过程中由于放置时间过长或异常等原因,会使电压降至0 V,因此需要保护 IC在0 V时也可实现充电。

  好了,如果大家需要选购锂电池保护芯片,可以咨询深圳泰德兰电子,我们长期代理国内外电池保护芯片。

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