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鋰電池充電電路和保護(hù)電路設(shè)計(jì)的重要性

來(lái)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(hù)電路設(shè)計(jì)的重要性。以鋰電池為供電電源的電路設(shè)計(jì)中,要求將越來(lái)越復(fù)雜的混合信號(hào)系統(tǒng)集成到一個(gè)小面積芯片上,這必然給數(shù)字、模擬電路提出了低壓、低功耗問(wèn)題。所以,鋰電池充電電路和保護(hù)電路設(shè)計(jì)就顯得十分重要。

  鋰電池保護(hù)電路的必要性

  由于鋰電池能量密度高,在過(guò)度充電狀態(tài)下,電池溫度上升后能量將過(guò)剩,于是電解液分解而產(chǎn)生氣體,容易使內(nèi)壓上升而產(chǎn)生自燃或破裂的危險(xiǎn);反之,在過(guò)度放電狀態(tài)下,電解液因分解導(dǎo)致電池特性及耐久性劣化,降低可充電次數(shù),縮短了電池使用壽命。因此對(duì)鋰電池的保護(hù)非常重要,鋰電池應(yīng)用中必須要有電池保護(hù)芯片,來(lái)防止電池的過(guò)充電、過(guò)放電和過(guò)電流。

  綜上所述,鋰電池保護(hù)電路的設(shè)計(jì)是十分重要的。我們要求鋰電池電源保護(hù)芯片要能實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)最基本的功能:過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)以及短路保護(hù)。由以上鋰電池的應(yīng)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(hù)電路需要具有以下功能

  (1)如果充電電壓超過(guò)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(dāng)鋰電池回復(fù)正常狀態(tài)后,保護(hù)電路應(yīng)能相應(yīng)的解除保護(hù)狀態(tài),使電池能夠繼續(xù)正常工作。

  鋰電池電路設(shè)計(jì)的注意問(wèn)題

  ▲鋰電池過(guò)充,過(guò)放電都會(huì)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(guò)充,過(guò)放,短路保護(hù)等問(wèn)題。

  ▲設(shè)計(jì)過(guò)后要經(jīng)過(guò)大量的測(cè)試。

  鋰電池充電電路管理的設(shè)計(jì)

  鋰電池充電時(shí),加在電池兩極的電勢(shì)迫使正極的化合物釋出鋰離子,嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中。放電時(shí),鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出,重新和正極的化合物結(jié)合。鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)生了電流。原理雖然很簡(jiǎn)單,然而在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中,需要考慮的實(shí)際問(wèn)題要多得多:正極的材料需要添加劑來(lái)保持多次充放的活性,負(fù)極的材料需要在分子結(jié)構(gòu)級(jí)去設(shè)計(jì)以容納更多的鋰離子;填充在正負(fù)極之間的電解液,除了保持穩(wěn)定,還需要具有良好導(dǎo)電性,減小電池內(nèi)阻。

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

  我們?cè)谠O(shè)計(jì)需求要使用鋰電池的產(chǎn)品時(shí),需要對(duì)鋰電池進(jìn)行保護(hù)電路設(shè)計(jì),在此基礎(chǔ)上才可以進(jìn)行充電電路設(shè)計(jì)。鋰電池需要做過(guò)電壓充電保護(hù)、過(guò)電壓放電保護(hù)、過(guò)流放電保護(hù)、短路保護(hù)等。所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)鋰電池保護(hù)電路的時(shí)候,至少要實(shí)現(xiàn)以上保護(hù)功能。

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