鋰電池保護(hù)板IC的重要性
可以說鋰電池的IC是電池的守護(hù)神;近年來越來越多的產(chǎn)品急速的采用鋰電池來當(dāng)做它的主要電源,不外乎其:體積小、能量密度高、無記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命高、高電壓電池、自放電率低,等優(yōu)點(diǎn),也因?yàn)榕c鎳鎘、鎳氫電池不太一樣,所以必須考慮充電、放電時(shí)之安全,確保特性劣化的防止,但也因?yàn)槿绱?,針?duì)鋰電池的過充,過放,過電流及短路電流的保護(hù)更顯得重要,所以通常都會(huì)在電池包內(nèi)設(shè)計(jì)保護(hù)線路用以保護(hù)鋰電池,由此可見鋰電池保護(hù)IC的重要性。
鋰離子電池因能量密度高,使得難以確保電池的安全性。具體而言,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,因內(nèi)壓上升而導(dǎo)致有發(fā)火或破裂的危機(jī)。反之,在過度放電狀態(tài)下,電解液因分解導(dǎo)致電池特性劣化及耐久性劣化(即充電次數(shù)降低)。 鋰離子電池的保護(hù)電路就是要確保這樣的過度充電及放電狀態(tài)時(shí)的安全性,并防止特性的劣化。
對(duì)鋰電池保護(hù)板IC性能的要求
①過度充電保護(hù)的高精度化
當(dāng)鋰離子電池有過度充電狀態(tài)時(shí),為防止因溫度上升所導(dǎo)致的內(nèi)壓上升,須截止充電狀態(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),則過度充電檢測(cè)的功率MOSFET使之關(guān)斷而截止充電.此時(shí)應(yīng)注意的是過度充電的檢測(cè)電壓的高精度化,在電池充電時(shí),使電池充電到飽滿的狀態(tài)是使用者很關(guān)心的問題,同時(shí)兼顧到安全性問題,因此需要在達(dá)到容許電壓時(shí)截止充電狀態(tài).要同時(shí)符合這兩個(gè)條件,必須有高精度的檢測(cè)器,目前檢測(cè)器的精度為25mv,該精度將有待于進(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,已充過電的鋰離子電池電壓會(huì)逐漸降低,最后低到規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)值以下,此時(shí)就需要再度充電.若未充電而繼續(xù)使用,可能造成由于過度放電而使電池不能繼續(xù)使用.為防止過度放電,保護(hù)IC必須檢測(cè)電池電壓,一旦達(dá)到過度放電檢測(cè)電壓以下,就得使放電一方的功率MOSFET關(guān)斷而截止放電.但此時(shí)電池本身仍有自然放電及保護(hù)IC的消耗電流存在,因此需要使保護(hù)IC消耗的電流降到最低程度.
③過電流/短路保護(hù)需有低檢測(cè)電壓及高精度的要求因不明原因?qū)е露搪窌r(shí)必須立即停止放電.過電流的檢測(cè)是以功率MOSFET的Rds(on)為感應(yīng)阻抗,以監(jiān)視其電壓的下降,此時(shí)的電壓若比過電流檢測(cè)電壓還高時(shí)即停止放電.為了使功率MOSFET的Rds(on)在充電電流與放電電流時(shí)有效應(yīng)用,需使該阻抗值盡量低,目前該阻抗約為20mQ~30mQ,這樣過電流檢測(cè)電壓就可較低。
④耐高電壓
電池包與充電器連接時(shí)瞬間會(huì)有高壓產(chǎn)生,因此保護(hù)IC應(yīng)滿足耐高壓的要求.
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.luA.
⑥零伏可充電
有些電池在存放的過程中可能因?yàn)榉盘没虿徽5脑驅(qū)е码妷旱偷?V,故保護(hù)IC需要在0V時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)充電.
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