如何設(shè)計(jì)安全的鐵鋰電池保護(hù)電路？我們?cè)谠O(shè)計(jì)需求要使用鋰電池的產(chǎn)品時(shí)，需要對(duì)鋰電池進(jìn)行保護(hù)電路設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上才可以進(jìn)行充電電路設(shè)計(jì)。鐵鋰電池的應(yīng)用也極大地推動(dòng)了相應(yīng)電池管理、電池保護(hù)電路的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。鋰電池應(yīng)用時(shí)必須要有復(fù)雜的控制電路，來(lái)有效防止電池的過(guò)充電、過(guò)放電和過(guò)電流狀態(tài)。

如何設(shè)計(jì)安全的鐵鋰電池保護(hù)電路？

隨著鋰離子電池在各個(gè)行業(yè)用量的迅速激增，電池的安全性能也日益突出，不僅要求鋰離子電池具有優(yōu)異的充、放電性能，還要求具有更高的安全性能。鋰離子電池的性能主要取決于所用電池內(nèi)部材料的結(jié)構(gòu)和性能。這些電池內(nèi)部材料包括負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔膜和正極材料等。其中正、負(fù)極材料的選擇和質(zhì)量直接決定鋰離子電池的性能與價(jià)格。因此廉價(jià)、高性能的正、負(fù)極材料的研究一直是鋰電池行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。

鐵鋰電池的保護(hù)功能通常由保護(hù)電路板和PTC協(xié)同完成，保護(hù)板由電子元件組成，在－40℃～＋85℃的環(huán)境下時(shí)刻準(zhǔn)確地監(jiān)視電芯的電壓和充放電回路的電流，并及時(shí)控制電流回路的通斷；PTC的主要作用是在高溫環(huán)境下進(jìn)行保護(hù)，防止電池發(fā)生燃燒、爆炸等惡性事故。

鋰電池保護(hù)電路通常由控制IC、MOs開(kāi)關(guān)管、熔斷保險(xiǎn)絲、電阻、電容等元件組成，如圖2所示。正常的情況下，控制IC輸出信號(hào)控制MOs開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，使電芯與外電路導(dǎo)通，當(dāng)電芯電壓或回路電流超過(guò)規(guī)定值時(shí)，它立即控制MOS管關(guān)斷，以保護(hù)電芯的安全。

鋰電池需要做過(guò)電壓充電保護(hù)、過(guò)電壓放電保護(hù)、過(guò)流放電保護(hù)、短路保護(hù)等。所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)鋰電池保護(hù)電路的時(shí)候，至少要實(shí)現(xiàn)以上保護(hù)功能。

鋰電池保護(hù)電路設(shè)計(jì)

由于鐵鋰電池的化學(xué)特性，在正常使用過(guò)程中，其內(nèi)部進(jìn)行電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)正反應(yīng)，但在某些條件下，如對(duì)其過(guò)充電、過(guò)放電和過(guò)電流將會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)副反應(yīng)，該副反應(yīng)加劇后，會(huì)嚴(yán)重影響電池的性能與使用壽命，并可能產(chǎn)生大量氣體，使電池內(nèi)部壓力迅速增大后爆炸而導(dǎo)致安全問(wèn)題，因此所有的鐵鋰電池都需要一個(gè)保護(hù)電路，用于對(duì)電池的充、放電狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，并在某些條件下關(guān)斷充、放電回路以防止對(duì)電池發(fā)生損害。

鐵鋰電池保護(hù)電路包括過(guò)度充電保護(hù)、過(guò)電流/短路保護(hù)和過(guò)放電保護(hù)，要求過(guò)充電保護(hù)高精密度、保護(hù)IC功耗低、高耐壓以及零伏可充電等特性。

鋰電池保護(hù)電路工作原理

假冒偽劣的鋰電池存有著嚴(yán)重的質(zhì)量事故，這些假冒偽劣的鋰電池很有可能出現(xiàn)過(guò)充，過(guò)放問(wèn)題，從而導(dǎo)致暴炸，也是可能發(fā)生內(nèi)部電路的短路，造成暴炸。然而有種產(chǎn)品能夠有效地避免鋰電池過(guò)充，過(guò)放和內(nèi)部電路發(fā)生短路，它就是鋰電池保護(hù)板。

到鋰電池保護(hù)板也有保護(hù)電池，避免電池過(guò)充的功能。當(dāng)外接電源對(duì)電池持續(xù)快速地進(jìn)行沖電時(shí)，鋰電池保護(hù)板就會(huì)產(chǎn)生保護(hù)作用，當(dāng)鋰電池內(nèi)部電量達(dá)到飽和程度時(shí)，鋰電池保護(hù)板內(nèi)部電路就會(huì)自動(dòng)切斷外界快速充電的電源。使得外界的電源不能夠進(jìn)入電池呢。這也正是鋰電池保護(hù)板對(duì)電池過(guò)充進(jìn)行保護(hù)的原理。

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