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鋰電池保護(hù)芯片工作原理是什么?如何判斷鋰電池保護(hù)芯片的作用？
目前，鋰電池被廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電腦、平板等各種電子產(chǎn)品之中。也就是說(shuō)我們每天都會(huì)接觸到鋰電池，但是如果鋰電池沒有做好安全保護(hù)的措施，也會(huì)存在隱患。所以，在設(shè)計(jì)鋰電池的時(shí)候，一定會(huì)用到鋰電池保護(hù)板或者相應(yīng)的BMS，因?yàn)殇囯姵氐谋Ｗo(hù)十分重要。今天，深圳泰德蘭電子網(wǎng)編為大家介紹的一個(gè)問題就是鋰電池保護(hù)芯片原理是什么？
鋰電池保護(hù)芯片
一、保護(hù)芯片工作原理中的主要元器件的介紹：
IC：對(duì)電池電壓進(jìn)行采樣，然后根據(jù)判斷發(fā)出各種指令來(lái)進(jìn)行保護(hù)，是保護(hù)芯片的核心
MOS管：主要起到開關(guān)控制作用。
保護(hù)芯片正常工作：
MOS管在保護(hù)芯片上的最初可能是關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)鋰電池被連接到保護(hù)芯片之后， MOS管首先被觸發(fā)， P+和P-端才有輸出電壓，觸發(fā)了常用的方法-將B-短接用一根導(dǎo)線。
保護(hù)芯片過充保護(hù)：
在P+和P-之間連接一個(gè)高于電池電壓的電源，電源的正極連接B+，電源的負(fù)極連接B-。連接電源后，鋰電池開始充電，電流方向流向電流，從電源正極流經(jīng)電池、D1、MOS2到電源負(fù)極。IC通過電容取樣電池電壓值。當(dāng)電池電壓達(dá)到4.25v時(shí)，IC發(fā)出指令，使引腳CO處于低電平。此時(shí)，電流從電源正極出發(fā)，流經(jīng)電池，電路起到保護(hù)作用。
保護(hù)芯片過放保護(hù)：
當(dāng) P+對(duì)P-進(jìn)行適當(dāng)?shù)呢?fù)載連接后，電池開始放電，如I2，電流從電池的正極經(jīng)負(fù)載、D2、MOS1到電池負(fù)極；當(dāng)電池放電至2.5 v時(shí)， IC取樣，發(fā)出指令，使MOS1截止，電路斷開，電池被保護(hù)。
過流保護(hù)：
當(dāng) P+對(duì)P-進(jìn)行適當(dāng)?shù)呢?fù)載連接時(shí)，電池開始放電，其電流方向如I2，電流從電池的正極經(jīng)負(fù)載、D2、MOS1到電池的負(fù)極，當(dāng)負(fù)載驟減時(shí) IC通過 VM引腳采樣到突發(fā)性增加電流所產(chǎn)生的電壓時(shí)， IC采樣并發(fā)出指令，讓MOS1截止，回路斷開電池。
短路保護(hù)：
當(dāng) P+對(duì)P-上接負(fù)載后，電池開始放電電流方向，如I2，電流從電池的正極經(jīng)負(fù)載、D2、MOS1進(jìn)入電池的負(fù)極， IC通過 VM引腳采集突發(fā)性增加電流而產(chǎn)生的電壓，然后 IC采樣并發(fā)出指令，讓MOS1截止，回路斷開鋰電池。
二、鋰電池保護(hù)IC的功能
鋰電池除了過充電保護(hù)、過放電保護(hù)、過電流保護(hù)與短路保護(hù)功能等鋰電的保護(hù)IC功能外，還有其他的保護(hù)IC的新功能。
1、過度充電保護(hù)的高精密度化
當(dāng)鋰離子電池處于過度充電狀態(tài)時(shí)，為了防止溫度升高引起的內(nèi)壓升高，必須停止充電狀態(tài)。保護(hù)IC將檢測(cè)電池電壓。當(dāng)檢測(cè)到過度充電時(shí)，過度充電檢測(cè)的功率MOSFET將切斷并停止充電。此時(shí)，應(yīng)注意過度充電檢測(cè)電壓的高精度化。當(dāng)電池充電時(shí)，用戶非常關(guān)心將電池充電到飽滿狀態(tài)，并考慮到安全問題。因此，當(dāng)達(dá)到允許電壓時(shí)，需要停止充電狀態(tài)。為了同時(shí)滿足這兩個(gè)條件，必須有高精度的探測(cè)器。目前，探測(cè)器的精度為25mV，需要進(jìn)一步提高。
2、降低保護(hù)IC的耗電
隨著使用時(shí)間的增加，充電鋰電池的電壓會(huì)逐漸降低，最終低于規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)值。此時(shí)，需要再次充電。如果繼續(xù)使用而不充電，電池可能會(huì)因過度放電而無(wú)法繼續(xù)使用。為了防止過度放電，必須檢測(cè)電池電壓以保護(hù)IC。一旦達(dá)到過度放電檢測(cè)電壓以下，必須切斷放電方的功率MOSFET并切斷放電。但此時(shí)，電池本身仍有自然放電和IC保護(hù)的消耗電流，因此有必要將IC保護(hù)消耗的電流降到最低。
3、過電流/短路保護(hù)需有低檢測(cè)電壓及高精密度的要求
因不明原因?qū)е露搪窌r(shí)，必須立即停止放電。過電流檢測(cè)以功率MOSFET的Rds(on)為感應(yīng)阻抗，以監(jiān)測(cè)其電壓的下降。此時(shí)，如果電壓高于過電流檢測(cè)電壓，則停止放電。為了使功率MOSFET的Rds(on)在充電電流和放電電流中得到有效應(yīng)用，阻抗值應(yīng)盡可能低。目前阻抗約為20mΩ——30mΩ，過電流檢測(cè)電壓較低。
4、耐高電壓
由于鋰電池組在充電過程中瞬間產(chǎn)生高壓，所以保護(hù) IC應(yīng)滿足耐高壓要求。
5、低電池功耗
在保護(hù)狀態(tài)時(shí)，其靜態(tài)耗電流必須要小0.1μA.
6、零伏可充電
一些鋰電池在貯存過程中由于放置時(shí)間過長(zhǎng)或異常等原因，會(huì)使電壓降至0 V，因此需要保護(hù) IC在0 V時(shí)也可實(shí)現(xiàn)充電。
好了，如果大家需要選購(gòu)鋰電池保護(hù)芯片，可以咨詢深圳泰德蘭電子，我們長(zhǎng)期代理國(guó)內(nèi)外電池保護(hù)芯片。
