磷酸鐵鋰電池保護電路原理是怎么樣的
磷酸鐵鋰離子電池也分為兩種,一種是可充電的二次電池,我們稱為磷酸鐵鋰離子電池,一般使用在我們以前的筆記本電腦,手機,PDA等價格比較高的產(chǎn)品中,另一種是不可充電的一次電池,我們也稱為磷酸鐵鋰離子電池,一般使用在耗電量低的便攜式電子產(chǎn)品中。
磷酸鐵鋰離子電池在正常使用時,電池內(nèi)部的化學能和電能進行互相轉(zhuǎn)化,但是假如我們過充、過放或者過流都會導致磷酸鐵鋰離子電池內(nèi)部化學能出現(xiàn)副反應,之后在使用過程中會嚴重影響電池的性能與使用壽命,并可能出現(xiàn)大量氣體,使電池內(nèi)部壓力迅速增大后爆炸,就是為了防止這些問題發(fā)生,所以磷酸鐵鋰離子電池內(nèi)部都設有一塊保護線路。
這個保護線路是由兩個MOS管V1、V2和一個控制IC外加一些阻容元器件共同構(gòu)成,控制芯片負責檢測電池電壓與回路電流,并控制兩個MOS的柵極、MOS管在電路中起到開關(guān)用途,分別控制著充電回路和放電回路的導通和關(guān)斷,C3為延時電容,這個電路看著簡單,在電池正常狀態(tài)下,電路中N1的CO和DO都處于高電位,兩個MOS管都處于導通狀態(tài),磷酸鐵鋰離子電池可以自由的進行充放電。
在磷酸鐵鋰離子電池處于過充過程中,假如充電器電路失去控制,在沒有保護線路時,磷酸鐵鋰離子電池電壓超過4.2后繼續(xù)恒流充電,當電壓超過4.3V時,電池的化學負反應會加劇,會導致電池損壞或出現(xiàn)安全問題。
但是在帶有保護線路的磷酸鐵鋰離子電池中,當控制芯片檢測到電池電壓達到芯片內(nèi)部設置的一個值時,CO腳會由高電位轉(zhuǎn)換為零電壓,V2就會從導通轉(zhuǎn)為關(guān)斷,從而切斷充電回路,使充電器無法再對電池進行充電操作,起到了保護用途。而且由于V2自帶二極管VD2的存在,所以電池可以通過二極管對外部負載進行放電。
為了防止芯片出現(xiàn)誤判動作,所以在磷酸鐵鋰離子電池電壓超過芯片設定的一個值后到關(guān)斷MOS管之間有一個緩沖時間,這個時間是由C3決定的,依照標準,一般設定為1秒。
過放電操作重要是芯片檢測到電池電壓低于某一個設定值后,DO的電壓由高電位轉(zhuǎn)化為零電壓,V1由導通轉(zhuǎn)為截止,從而切斷了放電的回路,磷酸鐵鋰離子電池無法對負載進行放電操作,但是V1自帶二極管VD1,所以充電器可以通過這個二極管對磷酸鐵鋰離子電池進行充電操作。
過流保護依靠的是芯片上的V-腳對回路電流進行檢測,假如電流大到設定值后,V1也會自動翻轉(zhuǎn)截止。
短路保護則是判斷電池瞬時電流大于某一個值時,就會自動觸發(fā)短路保護機制,DO則會進行翻轉(zhuǎn),V1進行關(guān)斷操作。
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