鋰離子可充電電池保護電路圖
鋰離子可充電電池保護電路工作原理:此保護回路由兩個MOSFET 和一個控制IC 外加一些阻容元件構(gòu)成??刂艻C
負責(zé)監(jiān)測電池電壓,并控制兩個MOSFET 的柵極,MOSFET 在電路中起開關(guān)作用,
分別控制著充電回路與放電回路的導(dǎo)通與關(guān)斷,fuse 為熔斷器起二級保護,C2
為延時電容,該電路具有過充電保護、過放電保護、過電流保護與短路保護等
功能。
一、 正常工作狀態(tài)
在正常充、放電時,電路中控制IC 的C0 與D0 腳高電平,V1、V2 都導(dǎo)通。
充電電流從input+流入,經(jīng)熔斷器向電池充電,經(jīng)V1、V2 后由input-流出。
正常放電時,電流經(jīng)input-及V2、V1 流向電池負極,其電流方向與充電電流方
向相反。由于V1、V2 的導(dǎo)通電阻Rds(ON)極小,此狀態(tài)下的消耗電流為uA 級
因此損耗很小。
二、 過充電保護
電池在被充電初期為恒流充電,隨著充電時間的延長,電池電壓亦會上升,
在此過程中當IC 檢測到電池電壓達到過充電檢測電壓(該數(shù)值由控制IC 決定)時,則C0 腳由高電壓轉(zhuǎn)為低電壓,使控制充電的MOSFET 柵極為關(guān)斷狀態(tài),即
V2 由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷從而切斷充電回路,使充電器無法對電池進行充電起到保護
作用。過充電檢測對應(yīng)于脈沖充電及由于噪聲而產(chǎn)生的誤動作,需要設(shè)定延遲
時間,延遲時間由C2 決定,一般設(shè)為1 秒左右。
三、 過放電保護
過放電保護是在電池電壓變低時停止對負載放電。當電池對負載放電時,其
電壓亦隨放電過程而逐漸降低,當電池電壓降至過放檢測電壓以下時,其容量
已經(jīng)完全放光,如果電池繼續(xù)放電,則會造成電池的永久性損壞。所以當控制
IC 檢測到電池電壓低于過放點檢測電壓時,其D0 腳由高電壓轉(zhuǎn)為低電壓,使
V1 由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷從而切斷放電回路,則電池?zé)o法繼續(xù)放電起到保護作用。由
于在過放檢測電壓以下時電池電壓不能再降低,因此必須要求控制IC 消耗電流
極小。過放電檢測對應(yīng)于脈沖充電及由于噪聲而產(chǎn)生的誤動作,需要設(shè)定的延
遲時間一般為100 毫秒左右。
四、 過電流保護及短路保護
過電流保護是在消耗大電流時停止對負載的放電,此功能的目的在于保護電
池及MOSFET,確保電池在工作狀態(tài)下的安全性。在正常放電過程時,電流經(jīng)過
兩個MOSFET 因為導(dǎo)通阻抗會在其兩端產(chǎn)生壓將,此電壓值U=I*[R1ds+R2ds],
其中把導(dǎo)通的V1、V2 看做電阻,即R1ds 和R2ds,此時若負載因某種原因?qū)е?br>異常使回路電流增大,當電流猛增使得電壓亦增加到控制IC 決定的電壓值時,
控制IC 的D0 腳迅速由高電壓轉(zhuǎn)為低電壓使V1 關(guān)斷從而切斷放電回路,回路電
流變?yōu)榱?。需要設(shè)定的延遲時間一般為13 毫秒左右。當電壓增加到控制IC 決
定的電壓值時(此時IC 判斷為負載短路),V1 會由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷,其工作原理
與過流保護類似。短路保護的延遲時間一般小于7 微秒,如果出現(xiàn)意外時電流
繼續(xù)增大,則熔斷器會動作起到過流時的二級保護,避免對電路中控制IC 及
MOSFET 的永久性損壞。