鋰離子電池保護IC的新功能介紹
來源：寶鄂實業(yè)
2021-06-22 14:25
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1.充電時的過電流保護
當(dāng)連接充電器進行充電時猛然發(fā)生過電流(如充電器損壞),電路立即進行過電流測試,此時Cout將由高轉(zhuǎn)為低,功率MOSFET由開轉(zhuǎn)為關(guān)斷,實現(xiàn)保護功能.
V-(Vdet4過電流測試電壓,Vdet4為-0.1V)=I(充電電流)×Rds(on)×2
2.過度充電時的鎖定模式
通常保護IC在過度充電保護時將經(jīng)過一段延遲時間,然后就會將功率MOSFET關(guān)斷以達(dá)到保護的目的,當(dāng)鋰離子電池電壓一直下降到解除點(過度充電滯后電壓)時就會恢復(fù),此時又會持續(xù)充電-保護-放電-充電-放電.這種狀態(tài)的安全性問題將無法獲得有效處理,鋰離子電池將一直重復(fù)著充電-放電-充電-放電的動作,功率MOSFET的柵極將反復(fù)地處于高低電壓交替狀態(tài),這樣可能會使MOSFET變熱,還會降低電池壽命,因此鎖定模式很緊要.倘若鋰電保護電路在測試到過度充電保護時有鎖定模式,MOSFET將不會變熱,且安全性相對提高很多.
在過度充電保護之后,只要充電器連接在電池組上,此時將進入過充鎖定模式.此時,即使鋰離子電池電壓下降也不會發(fā)生再充電的情形,將充電器移除并連接負(fù)載即可恢復(fù)充放電的狀態(tài).
3.減小保護電路組件尺寸
將過度充電和短路保護用的延遲電容集成到到保護IC里面,以減小保護電路組件尺寸.
對保護IC性能的要求
1.過度充電保護的高精度化
當(dāng)鋰電池有過度充電狀態(tài)時,為戒備因溫度上升所導(dǎo)致的內(nèi)壓上升,須截止充電狀態(tài).保護IC將測試電池電壓,當(dāng)測試到過度充電時,則過度充電測試的功率MOSFET使之關(guān)斷而截止充電.此時應(yīng)留意的是過度充電的測試電壓的高精度化,在電池充電時,使電池充電到飽滿的狀態(tài)是使用者很關(guān)心的問題,同時兼顧到安全性問題,因此需要在達(dá)到容許電壓時截止充電狀態(tài).要同時符合這兩個條件,非得有高精度的測試器,目前測試器的精度為25mV,該精度將有待于進一步提高.
2.降低保護IC的耗電
隨著使用時間的增加,已充過電的鋰電池電壓會逐漸降低,最后低到規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)值以下,此時就需要再度充電.若未充電而持續(xù)使用,可能造成由于過度放電而使電池不能持續(xù)使用.為戒備過度放電,保護IC非得測試電池電壓,一旦達(dá)到過度放電測試電壓以下,就得使放電一方的功率MOSFET關(guān)斷而截止放電.但此時電池本身仍有自然放電及保護IC的消耗電流存在,因此需要使保護IC消耗的電流降到最低程度.
3.過電流/短路保護需有低測試電壓及高精度的要求
因不明原由導(dǎo)致短路時非得立即停止放電.過電流的測試是以功率MOSFET的Rds(on)為感應(yīng)阻抗,以監(jiān)視其電壓的下降,此時的電壓若比過電流測試電壓還高時即停止放電.為了使功率MOSFET的Rds(on)在充電電流與放電電流時有效使用,需使該阻抗值盡量低,目前該阻抗約為20mΩ~30mΩ,這樣過電流測試電壓就可較低.
4.耐高電壓
電池組與充電器連接時瞬間會有高壓萌生,因此保護IC應(yīng)滿足耐高壓的要求.
5.低電池功耗
在保護狀態(tài)時,其靜態(tài)耗電流非得要小0.1uA.
6.零伏可充電
有些電池在存放的過程中可能因為放太久或不正常的原由導(dǎo)致電壓低到0V,故保護IC需要在0V時也可以實現(xiàn)充電.
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