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鋰電池充電電路和保護電路設計的重要性

來源:存能電氣  日期:2019-04-08 10:32  瀏覽量:

  鋰電池充電電路和保護電路設計的重要性。以鋰電池為供電電源的電路設計中,要求將越來越復雜的混合信號系統集成到一個小面積芯片上,這必然給數字、模擬電路提出了低壓、低功耗問題。所以,鋰電池充電電路和保護電路設計就顯得十分重要。

  鋰電池保護電路的必要性

  由于鋰電池能量密度高,在過度充電狀態下,電池溫度上升后能量將過剩,于是電解液分解而產生氣體,容易使內壓上升而產生自燃或破裂的危險;反之,在過度放電狀態下,電解液因分解導致電池特性及耐久性劣化,降低可充電次數,縮短了電池使用壽命。因此對鋰電池的保護非常重要,鋰電池應用中必須要有電池保護芯片,來防止電池的過充電、過放電和過電流。

  綜上所述,鋰電池保護電路的設計是十分重要的。我們要求鋰電池電源保護芯片要能實現以下幾個最基本的功能:過充電保護、過放電保護、過電流保護以及短路保護。由以上鋰電池的應用要求可知,為提高鋰電池的使用壽命并保證電池的安全使用。

鋰電池.jpg

  鋰電池保護電路需要具有以下功能

  (1)如果充電電壓超過電池允許的最大值,能夠提供電池放電回路。

  (2)如果放電電壓低于電池允許的最小值,能夠提供電池充電回路。則切斷電池與外部電路的連接,并且則切斷電池與外部電路的連接。

  (3)如果鋰電池的充、放電電流大于極限值,則切斷電池與外部電路的連接。

  (4)當鋰電池回復正常狀態后,保護電路應能相應的解除保護狀態,使電池能夠繼續正常工作。

  鋰電池電路設計的注意問題

  ▲鋰電池過充,過放電都會影響電池的壽命。

  ▲注意鋰電池的充電電壓,充電電流。然后選取合適的充電芯片。

  ▲注意要防止鋰電池的過充,過放,短路保護等問題。

  ▲設計過后要經過大量的測試。

  鋰電池充電電路管理的設計

  鋰電池充電時,加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離子,嵌入負極分子排列呈片層結構的碳中。放電時,鋰離子則從片層結構的碳中析出,重新和正極的化合物結合。鋰離子的移動產生了電流。原理雖然很簡單,然而在實際的工業生產中,需要考慮的實際問題要多得多:正極的材料需要添加劑來保持多次充放的活性,負極的材料需要在分子結構級去設計以容納更多的鋰離子;填充在正負極之間的電解液,除了保持穩定,還需要具有良好導電性,減小電池內阻。

  在鋰電池處于深放電的情況下,必須要求充電器具有預充過程,使電池滿足快速充電的條件;然后,根據電鋰池廠商推薦的快速充電速度,一般為1C,充電器對電池進行恒流充電,電池電壓緩慢上升;一旦電池電壓達到所設定的終止電壓,恒流充電終止,充電電流快速衰減,充電進入滿充過程。

  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。鋰電池需要做過電壓充電保護、過電壓放電保護、過流放電保護、短路保護等。所以我們在設計鋰電池保護電路的時候,至少要實現以上保護功能。

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