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解读锂离子电池监控电路和保护电路

放大字体 缩小字体 发布日期:2018-09-05 03:46:42   来源:新能源网  编辑:全球新能源网  浏览次数:508


  DS2760的内部有25mΩ检测电阻,能检测双向(充电及放电)电流(但自身阻值极小,损耗极小);电流分辨率为0.625mA,动态范围为 1.8A,并有电流累加计算;电压测量分辨率为48mV;温度测量分辨率可达0.125℃;由ADC转换的数字量存储在相应的存储器内,通过单线接口与主系统连接,可对锂离子电池组成的电源进行管理及控制,即实现与内部存储器进行读/写访问及控制。该器件功耗低,工作状态时最大电流80μA,节能状态(睡眠模式)时小于2μA。

  DS2760的功能结构框图如图5所示。它由温度传感器、25mΩ检测电阻、多路器、基准电压、ADC、多种存储器、电流累加器及时基、状态/控制电路、与主系统单线接口及地址、锂离子保护器等组成。

  DS2760有EEPOM、可锁EEPROM及SRAM三种形式的存储器,EEPROM保护电池的重要数据,可锁EEPROM用作ROM,SRAM供暂丰数据的存储。

  应用电路并不复杂,电路如图6所示。两个P沟道功率MOSFET分别控制充电及放电,BAT+、BAT-之间接入锂离子电池,PACK+、PACK-为电池组的正负端,DATA端与系统接口。该电路适用于单节锂电池,若采用贴片式元器件占空间很小,可做在电池中。

  锂离子电池保护器

  这里以AIC1811单节锂离子电池保护器为例来说明保护器的电路及工作原理。该器件主要特点终止充电电压有4.35V、4.30V及 4.25V(分别由型号后缀A、B、C表示),充电电压精度可达±30mV(±0.7%);耗电省,在3.5V工作电压时工作电流典型值7μA,到达终止放电后耗电仅 0.2μA;有过充、过放、过流保护,并有延时以免瞬态干扰;过放电电压2.4V,精度±3.5%;小尺寸5管脚SOT-25封装;工作温度范围-20~ +80℃。

  AIC1811组成的单节锂离子电池保护电路如图1所示,其内部结构简化图及外部元器件图如图2所示。V1为控制放电的 MOSFET,V2为控制充电的MOSFET,R1、C1用来消除充电器输入电压的纹波及干扰电压,R2为防止充电器电源接反时保护CS端的电阻,R3为 V2的偏置电阻,FU为保险丝,BATT+及BATT-为电池组的正极和负极(此保护器电路置于电池中)。

  在正常充、放电时,V1、 V2都导通。充电电流从BATT+流入,经保险丝向电池充电,经V1、V2后由BATT-流出。正常放电时,电流由BATT+经负载RL(图中未画出)后,经BATT-及V2、V1流向电池负极,其电流方向与充电电流方向相反。由于V1、V2的导通电阻RDS(ON)极小,因此损耗较小。

  几种保护的工作状态如下(参看下图)

  编辑点评本文介绍了电池监控电路和锂离子保护电路的详解,该电路方案性能优良,扩展性强,可以广泛应用于各类电子设备,完成对电池的全面监控和管理。

 
关键词: 电池 电路

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