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锂电池的工作原理

时间:2019-01-05 编辑:池龙新能源科技 游览:2488次


本章详细阐述了锂电池的工作原理:电池电路的工作原理具有过充电保护、过放电保护、过电流保护、短路保护等功能。工作原理分析如下:1。在正常状态下,N1的“CO”和“DO”脚在电路中输出高电压。两个MOSFET都处于开启状态,电池可以自由充电和放电。由于MOSFET的导通电阻很小,通常小于30毫欧姆,因此其导通电阻对电路的性能影响很小


2、锂离子电池的过充电保护需要恒流/恒压充电。在充电的初始阶段,需要恒流充电。随着充电过程的进行,电压会上升到4.2V(根据阴极材料,有些电池需要4.1V的恒压值),然后转换为恒压充电,直到电流越来越小。当锂电池充电时,如果充电电路失控,在锂电池电压超过4.2V后,将继续以恒流充电,此时蓄电池电压将继续升高。当锂电池电压充电到4.3V以上时,锂电池的化学副作用会加剧,导致锂电池损坏或安全问题。



三。在有保护电路的电池中,当控制IC检测到电池电压达到4.28V(由控制IC决定,不同的IC有不同的值),其“CO”脚将由高压变为零电压,从而使V2从导通断开,从而切断充电电路,使CHarger无法给电池充电,起到过充保护作用。此时,由于V2中存在体二极管VD2,锂电池可以通过二极管释放外部负载。在检测到锂电池电压超过4.28V和在控制IC中发送OFF V2信号之间存在延迟时间。延迟时间由c3决定,通常设置为1秒左右,以避免干扰引起的误判。


3、当过放电保护电池向外部负载放电时,其电压会随着放电过程而逐渐降低。当锂电池电压降至2.5伏时,其容量已完全点亮。此时,如果锂电池继续放电至负载,将对锂电池造成永久性损坏。在电池放电过程中,当控制IC检测到电池电压小于2.3V(由控制IC确定,不同的IC值不同)时,其Do脚将由高压变为零电压,使V1从导通断开,从而切断放电电路,使锂电池不能再放电,起到过放电保护作用。此时,由于v1中存在体二极管vd1,充电器可以通过二极管给锂电池充电。

锂电池工作原理.jpg

4、由于过放电保护不能降低锂电池电压,所以要求保护电路的消耗电流很小。此时,控制IC将进入低功耗状态,整个保护电路的功耗将小于0.1 mu a,同时控制IC检测到2.3V以下的电池电压与发出off v1信号之间也存在延时。时间延迟由c3确定,通常设置为约100毫秒,以避免由干扰引起的误判。



5、由于锂离子电池的化学特性,电池制造商规定最大放电电流不应超过2c(c=电池容量/小时)。当放电电流超过2c时,电池会造成永久性损坏或安全问题。当放电电流在负载正常放电期间串联通过两个MOSFET时,由于MOSFET的传导阻抗,将在其两端产生电压。电压值u=i*rds*2,rds是单个MOSFET的传导阻抗。控制IC上的“V-”脚以检测电压值。如果负载引起异常,当电路电流太大而不能使其正常工作时,电路电流将增大。当U>0.1V时(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值),其do脚将由高压变为零电压,使v1从导通断开,从而切断放电电路,使电路中的电流为零,起到过流保护的作用。


7。在控制IC中检测到过流和发送off v1信号之间还有一个时间延迟。时间延迟由c3决定,通常为13毫秒,单位为o。