锂离子电池保护电路包括过度充电保护、过电流短路保护和过放电保护,要求过充电保护高精度、保护IC功耗低、高耐压以及零伏可充电等特性。本文详细介绍了这三种保护电路的原理、新功能和特性要求。近年来,PDA、数字相机、手机、便携式音频设备和蓝牙设备等越来越多的产品采用锂电池作为主要电源。锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点,与镍镉、镍氢电池不太一样,锂电池必须考虑充电、放电时的安全性,以防止特性劣化。针对锂电池的过充、过度放电、过电流及短路保护很重要,所以通常都会在电池包内设计保护线路用以保护锂电池。由于锂离子电池能量密度高,因此难以确保电池的安全性。在过度充电状态下,电池温度上升后能量将过剩,于是电解液分解而产生气体,因内压上升而发生自燃或破裂的危险;反之,在过度放电状态下,电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化,从而降低可充电次数。锂离子电池的保护电路就是要确保这样的过度充电及放电状态时的安全性,并防止特性劣化。锂离子电池的保护电路是由保护IC及两颗功率MOSFET所构成,其中保护IC监视电池电压,当有过度充电及放电状态时切换到以外挂的功率MOSFET来保护电池,保护IC的功能有过度充电保护、过度放电保护和过电流短路保护。过度充电保护
过度充电保护IC的原理为:当外部充电器对锂电池充电时,为防
f止因温度上升所导致的内压上升,需终止充电状态。此时,保护IC需检测电池电压,当到达425V时假设电池过充点为425V即激活过度充电保护,将功率MOS由开转为关断,进而截止充电。另外还必须注意因噪声所产生的过度充电检出误动作,以免判定为过充保护。因此,需要设定延迟时间,并且延迟时间不能短于噪声的持续时间。过度放电保护在过度放电的情况下,电解液因分解而导致电池特性劣化,并造成充电次数的降低。采用锂电池保护IC可以避免过度放电现象发生,实现电池保护功能。过度放电保护IC原理:为了防止锂电池的过度放电状态,假设锂电池接上负载,当锂电池电压低于其过度放电电压检测点假定为23V时将激活过度放电保护,使功率MOSFET由开转变为关断而截止放电,以避免电池过度放电现象发生,并将电池保持在低静态电流的待机模式,此时的电流仅01uA。当锂电池接上充电器,且此时锂电池电压高于过度放电电压时,过度放电保护功能方可解除。另外,考虑到脉冲放电的情况,过放电检测电路设有延迟时间以避免r