電池充電及保護電路

2019-11-03 09:53:35

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供稿：網(wǎng)友

電池充電及保護電路（魏智）1．Li+電池保護電路餿離子（Li＋）電池雖然具有能量密度高、使用壽命長、無記憶效應(yīng)、自放電量較低及單節(jié)電池電壓高等諸多優(yōu)點，但在使用時需嚴格注意過壓保護、過放電保護和過流保護，而且對保護電路的精度要求也較高，MAX 16665／V／X可分別為2節(jié)／3節(jié)／4節(jié)Li+電池組提供保護，其中包括：過充電保護、過放電保護、電池失配保護以及過流保護。過壓檢測功能還可有效避免電池組中的任何一節(jié)電池出現(xiàn)過充電，當(dāng)電池電壓超出設(shè)置門限時，CGO、TKO輸出高電平，場效應(yīng)管Q2、Q3被斷開而終止充電過程，而WRN輸出低電平，向電池組控制器發(fā)出報警信號。電池最高電壓門限VovT，由外部電阻R1、R2確定，其可設(shè)置范圍為4V～4.4V。欠壓檢測電路可用于防止電池出現(xiàn)過放電現(xiàn)象，當(dāng)檢測到電池電壓低于所設(shè)置門限VuvT時，UVO、Dso、CGO輸出高電平，TKO保持低電平，開關(guān)管Q3、Q1開路，Q2導(dǎo)通，電池處于涓流充電狀態(tài)，使電池電壓得以恢復(fù)。電池低電壓檢測門限VuvT，可通過R3、R4設(shè)置，設(shè)置范圍為2V～3V。當(dāng)電池組中任意兩節(jié)失配時，TKO、CGO、UVO和DSO均為高電平，相應(yīng)的開關(guān)管Q1～Q3均斷開，PKF為低電子從而向控制器發(fā)出中斷信號。適配電壓檢測門限VcmT，可由R5、R6設(shè)置。2．結(jié)構(gòu)緊湊的Li+電池充電器鋰離子電池（Li＋）以其高能量密度和高性能被廣泛應(yīng)用于手機、PDA、筆記本電腦等產(chǎn)品中。一次完整的充電過程包括：①初始化充電過程；在該過程中系統(tǒng)以較小的充電電流為電池充電，以使電池電壓大于2.5V。如果溫度范圍超出2.5℃到47.5℃，充電器則處于等待狀態(tài)。②快充過程；當(dāng)快充開始后，MAX1679打開外接的P溝道場效應(yīng)管，快充電流由外部限流型充電電源決定。一旦系統(tǒng)檢測到電池電壓達到Li+電池充電終止門限電壓時，快充結(jié)束。充電終止門限電壓由電阻RADI確定。③脈沖充電過程；快充過程結(jié)束后，系統(tǒng)進入脈沖充電過程，MAX1679每隔2ms檢測一次開時間遠遠大于接通時間。該電路除了具有電池電壓檢測外，MAX1679還具有超時檢測和溫度檢測功能，這可為電池提供二次保護。需要檢測溫度時，應(yīng)在THERM引腳與BATT-引腳間接一熱敏電阻，并將熱敏電阻靠近電池安裝。當(dāng)TSEL引腳接BATT＋、AD或GND時，所對應(yīng)的充電限制時間為2.8小時、3.75小時和6.25小時。選擇P1時要考慮漏源間的擊穿電壓、最小導(dǎo)通門限電壓、額定電流及功率損耗等參數(shù)，漏源擊穿電壓至少要高于開路狀態(tài)下墻上適配器電壓的25％。3．Nicd電池充電器鎳鎘（Nicd）電池是最早應(yīng)用的可充電電池，其能量密度和重量密度相對較低，但是，由于成本較低，目前仍在許多產(chǎn)品中被選用，如無繩電話、便攜式儀表等。Nicd電池充電終止檢測方式一般采用-ΔV檢測、超時檢測、電池溫度檢測和電池溫度上升率檢測。在快充方式下，通常選用-ΔV檢測與超時、溫度檢測相配合的方式。 DCIN接墻上適配器的輸出，墻上適配器的最低輸出電壓應(yīng)高于：2V＋（1.9V×電池節(jié)數(shù)）；最高電壓取決于P溝道MOSFET的擊穿電壓和輸入旁路電容的耐壓值。當(dāng)DCIN低于15V時，MAX713的DRV引腳直接與Q1、Q2連接；DCIN高于15V時，接入Q3；R4用于為Q1、Q2提供適當(dāng)?shù)碾妷簲[幅。限流二極管D4擴大了輸人電壓范圍，并為MAX713內(nèi)部并聯(lián)穩(wěn)壓源提供固定的8mA電流，如果墻上適配器提供的輸出電壓范圍較窄，則可以用電阻替代D4。根據(jù)所要求的充電速率和電池容量可算出所要求的充電電流IFAST，由公式RSENSE=0.25V／IFAST可確定限流電阻RSENSE的大小。改變PGMO～PGM4的接法可設(shè)置電池節(jié)數(shù)和充電限制時間。為Nid電池充電時，不完全放電會使電池的鎘陽極變?yōu)殒k氫氧化物，從而造成電池端電壓下降，為消除電池的記憶效應(yīng)。如用MAX712替代MAX713，并去掉虛線框內(nèi)電路，則也可用于NiMH電池的充電。摘自《國外電子元器》

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