鋰電池保護ic設計,鋰電池保護ic的重要性

來源：存能電氣  日期：2019-06-24 16:42  瀏覽量：次

　　鋰電池保護ic設計，鋰電池保護ic的重要性。鋰電池保護ic對設計和工藝要求十分嚴格。單節鋰電池保護ic設計了一種低功耗的單節鋰電池保護電路，此保護電路不僅對鋰離子電池提供過充電，過放電，放電過流保護，還提供充電異常保護，零伏電池充電禁止等功能。

　　鋰電池保護ic設計

　　鋰電池保護電路主要由基準源，比較器，邏輯控制電路以及一些附加功能塊組成。比較器檢測所用到的基準電壓都要通過一個基準源電路來提供，此基準源在正常工作情況下，必須高精度，低功耗，以滿足芯片要求，且能夠在電源電壓低至2.2V時正常工作。

　　所有鋰電池保護方案都是以鋰電池保護板為載體，以保護電路為表現形式的，保護電路通常由保護IC和兩個功率MOSFET組成，保護IC負責監控有關參數，MOSFET負責實施電源保護。

　　在鋰電池保護方案設計中，必須達到以下六個目的：

　　1、過度充電保護的高精度化：使電池充電到飽滿狀態時兼顧到安全性，目前的精度為25mV，尚待進一步提高；

　　2、降低保護IC的耗電：MOSFET關斷的情況下，電池本身仍有自放電及保護IC的消耗電流存在，需要盡可能地將保護IC消耗的電流降到最低程度；

　　3、過流/短路保護需有低檢測電壓及高精度的要求。過流/短路時是以MOSFET的Rds(on)為感應阻抗監視電壓的下降過程，此時的電壓若比電流檢測電壓還高時即停止放電，因此需使該阻抗值盡量低，目前該阻抗約為20mΩ~30mΩ；

　　4、耐高電壓：表現在充電時，電池包與充電器連接時瞬間會有高電壓；

　　5、低電池功耗：保護狀態時的鋰電池電流必須小于0.1μA；

　　6、零伏可充電：有些電池因放的太久或其他非正常原因導致電壓降到零伏，故保護IC需在零伏時可充電。

　　鋰電池保護電路設計

　　由于鋰電池的化學特性，在正常使用過程中，其內部進行電能與化學能相互轉化的化學正反應，但在某些條件下，如對其過充電、過放電和過電流將會導致電池內部發生化學副反應，該副反應加劇后，會嚴重影響電池的性能與使用壽命，并可能產生大量氣體，使電池內部壓力迅速增大后爆炸而導致安全問題，因此所有的鋰離子電池都需要一個保護電路，用于對電池的充、放電狀態進行有效監測，并在某些條件下關斷充、放電回路以防止對電池發生損害。

　　鋰離子電池保護電路包括過度充電保護、過電流/短路保護和過放電保護，要求過充電保護高精密度、保護IC功耗低、高耐壓以及零伏可充電等特性。

　　鋰電池保護ic的重要性

　　近年來，PDA、數字相機、手機、可攜式音訊設備和藍芽設備等越來越多的產品采用鋰電池作為主要電源。鋰電池具有體積小、能量密度高、無記憶效應、循環壽命高、高電壓電池和自放電率低等優點，與鎳鎘、鎳氫電池不太一樣，鋰電池必須考慮充電、放電時的安全性，以防止特性劣化。針對鋰電池的過充、過度放電、過電流及短路保護很重要，所以通常都會在電池包內設計保護線路用以保護鋰電池。

　　鋰電池的保護電路就是要確保這樣的過度充電及放電狀態時的安全性，并防止特性劣化。鋰離子電池的保護電路是由保護IC及兩顆功率MOSFET所構成，其中保護IC監視電池電壓，當有過度充電及放電狀態時切換到以外掛的功率MOSFET來保護電池，保護IC的功能有過度充電保護、過度放電保護和過電流/短路保護。

　　其中保護IC為監視電池電壓；當有過度充電及放電狀態時，則切換以外掛的Power-MOSFET來保護電池，保護IC的功能為：過度充電保護、過度放電保護、過電流/短路保護。

　　1.過度充電：

　　當鋰電池發生過度充電時，電池內電解質會被分解，使得溫度上升并產生氣體，使得壓力上升而可能引起自燃或爆裂的危機，鋰電池保護IC用意就是要防止過充電的情形發生。

　　2.過度放電：

　　在過度放電的情形下，電解液因分解而導致電池特性劣化，并造成充電次數的降低，鋰電池保護IC用以保護其過放電的狀況發生，達成保護動作。

　　3.過電流及短路電流

　　因為不明原因（放電時或正負極遭金屬物誤觸）造成過電流或短路電流發生，為確保安全，使其停止放電。

　　以上就是鋰電池保護電路ic的重要性及設計介紹。我們在設計需求要使用鋰電池的產品時,需要對鋰電池進行保護電路設計,在此基礎上才可以進行充電電路設計。