鋰電池充電電路和保護電路設(shè)計的重要性
來源:存能電氣 日期:2019-04-08 10:32 瀏覽量:次
鋰電池充電電路和保護電路設(shè)計的重要性。以鋰電池為供電電源的電路設(shè)計中,要求將越來越復雜的混合信號系統(tǒng)集成到一個小面積芯片上,這必然給數(shù)字、模擬電路提出了低壓、低功耗問題。所以,鋰電池充電電路和保護電路設(shè)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(tài)下,電池溫度上升后能量將過剩,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;反之,在過度放電狀態(tài)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(shù),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(shè)計是十分重要的。我們要求鋰電池電源保護芯片要能實現(xiàn)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(tài)后,保護電路應能相應的解除保護狀態(tài),使電池能夠繼續(xù)正常工作。
鋰電池電路設(shè)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(shè)計過后要經(jīng)過大量的測試。
鋰電池充電電路管理的設(shè)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(jié)構(gòu)的碳中。放電時,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。鋰離子的移動產(chǎn)生了電流。原理雖然很簡單,然而在實際的工業(yè)生產(chǎn)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(jié)構(gòu)級去設(shè)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(wěn)定,還需要具有良好導電性,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充過程,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(shè)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(shè)計需求要使用鋰電池的產(chǎn)品時,需要對鋰電池進行保護電路設(shè)計,在此基礎(chǔ)上才可以進行充電電路設(shè)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(shè)計鋰電池保護電路的時候,至少要實現(xiàn)以上保護功能。
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