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芯片串联在一起,由2个N沟道MOSFET做控制开关,可以保护8节锂离子电池,三个保护芯片串联在一起,就保护了12节锂离子电池。这种多保护芯片的串联就是保护芯片的“级联”。S8204B为例,以两个S8204B联合使用,2个N沟道MOSFET用在低压侧端进行控制,这样通过单颗IC可选3节和4节的功能就可以实现对6~8节串联锂离子电池的保护。如果是5节锂离子电池串联,则可以使用一个S8204B与其他锂离子电池保护芯片串联,实现保护功能。这种多保护芯片的灵活组合,可以完成对任意数目锂离子电池的保护。
图1多节锂离子电池的级联下面,详细介绍一下保护芯片级联的具体工作情况。还是以S8204B为例,CTLC其
f端子可由芯片外部控制COP端子的输出电压、而CTLD端子则可由芯片外部控制DOP端子的输出电压。通过CTLC端子以及CTLD端子可以分别单独控制COP端子与DOP端子的输出电压。并且,这些控制功能优先于芯片内部的电池充放电保护功能。如果8节电池中的某一节电池发生过充,与该电池相连接的S8204B的COP端子输出电压会发生变化,该电压变化会传递到与其相连接的另一个S8204B的CTLC端子,使得另一个S8204B的COP端子输出电压也发生变化,从而控制充电控制用MOSFET关断,实现锂离子电池的过充电保护。如果8节电池中的某一节电池发生过放电时,则由与该电池相连接的S8204B的DOP端子向另一个S8204B芯片的CTLD端子发出过放信号,改变其DOP端子的状态,最终使得放电控制用MOSFET关断,结束放电。图2给出了采用两个S8204B实现过充电保护的电路工作原理图(在N沟道MOSFET控制情况下),图3是过放电保护工作原理图。
图2锂离子电池过充电时的保护电路工作原理图
f图3锂离子电池过放电时的保护电路工作原理图充放电时的温度控制另外,对充放电过程的温度控制也是许多设计者需要考虑的。在高温的时候对锂离子电池充放电,会有爆炸的危险;在低温的时候充放电,会对电芯造成损害。在上面的方案中,在S8204B的CTLC端子外接一温度控制开关(如S5841),在锂离子电池充电过程中温度过高时,温控开关的控制信号通过CTLC端子送给COP,强行结束锂离子电池的充电过程。同样,在CTLD端子外接温度控制开关,则能对放电过程进行温度保护。市场上还有单芯片的多节锂电池充电保护解决方案,像I
tersil公司的ISL9208,就可以实现对7节锂离子电池的充电保护。对比多芯片串联的方案,单芯片解决方案的优点是电路简单、比较容易实现较好的电气性能,不过能监控的电r
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