数事共本与表用
一种锂离子电池自动保护系统的设计
杜棋漳
(上海民航新时代机场设计研完院有限公司广州分公司广东广州510405)
设计开发
摘要：针对锂高子电池保护系统的设计，本文作者依照自己的工作经验和相关资料总结，首先从两个方面详细阐速了动力锂离于电池保护系统的设计，然后又重点分析了锂高子电池组的四种工作状态。予望能够充分发挥锂离子电池组的实用份值和推广价值。
关键调：动力锂离子电池保护系统过充电过放电半导体场效应管
中图分类号：TM912
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)09-0129-02
近年来，锂离子电池凭借着自身体积小，能量密度高以及自放电率低等一系列的优点，逐步被越来越多的电子产品所采用。但是，锂离子电池因为在过充电的时候，电池会因为电解波的分解形成的气体导致内压上升，当达到一定程度时会发生自燃或者破裂的现象，极易损坏叫。因此，电池保护系统的设计对锂离子电滤来说具有十分重要的意义， 1、动力锂离子电池保护系统的设计
1.1关于动力锂离子电池保护电路分析概速
如右图1所示，为保护电路的系统框图，其中，V为电池正极，V为电池负极输人端；C。以及D。为充放电控制端，一般情况下，如果系统处在正常工作模式下，两者都为高电平，电池有充电和放电两种工作状态，反之，回路被切断，电池处在对外断路的工作状态，V属于过流检测端2)
电路的主要功能体现在以下四点：
第一，过充放电检测：保护电路系统利用取样电路来监测电池电压信号，然后通过和过充过放基准电压进行比较，来判断电池电压是否标准，之后通过数字逻辑控制电路进行
IP.
欢比教器
V 过充比验器
平薪美电
过携2比权器
RVMS
充电性费
过家1比程器V
KVMO
图1锂离子电池保护系统框图
充放电监测，再将其输出的信号送入充放电控制端
第二，放电过流检测：利用过流检测端V。来监测电池负载放电电流值，然后和基准电压相比较，在利用比较器输出相应信号，同时依照过流程度进行延时，之后利用逻辑控制电路的输出信号进行放电控制。
第三，充电过流检测：通常情况下，过流检测端的信号可以显示出电池充电电流的大小，之后利用充电检测比较器进行比较，再由逻辑控制电路来决定何时停止充电。
第四，零伏电池充电功能：对充电电池的检测是利用电平转换电路来完成的。当电池电压在零伏电池的充电电压之下时，其将利用输出信号转变CO嘴，并把CO嘴设置为低电平，此时充电回路就会被切断，
1.2关于保护系统电路组成的分析概述
结合图1的方框原理图可以分析出，锂离子电池保护电路系统利用了模拟电路之中的关键电路设计思路，其中，利用MOSFET组成的保护电路系统，如图2所示，一方面可以有效防止电池的过电流状态，另一方面降低了电路系统的功耗。
D Y De
IT-(not uned)
E
V D
图2锂离子电池保护系统电路图
2、动力锂离子电池保护系统各种工作状态分析
2.1正常状态
在正常状态下，电池可以利用充电器进行充电，还可以通过负载进行放电。一般情况下，电池给芯片供电，其中电池电压的大小介于过电压充，放电保护阅值之闻，而过流检测端的电压大小则是介于过电流冲、放电保护阅值之间；另外，C端以及D端全部输出高电平，而且其外接充电控制管以放电控制管全部处在导通状态4
2.2过电压充电保护状态
在系统的正常工作状态下，如果对电池进行充电，则电泡电源端的电压将会持续增高，并且可能超过其充电保护阔值Uoc，其延迟时间也会超过toc，而且充电控制端Co也由之前的高电平转变为低电平，充电回路因为外接充电控制管的关闭面被"切断”，这样芯片就处在过电压充电保护状态。要想让芯片恢复正常状态，必须满足一下两个条件：第，电池“自放电”，降低电池电源端的电压，使之最终低于过充释放电压闽值UoCR第二，让电池电，直到电池电源端的电压低于过充释放电压阅值时，停止放电。在系统恢复正常状态之后，要想使外接充电控制管重新恢复导通状态，就必须让充电控制端C。处于高电平状态。
2.3过电压放电保护状态
对于锂离子电池组的保护系统来说，如果处在正常的工作状态下，V。端将会因为电池放电面自动降低电压，同时持续时闻也超过延迟时间toD，此时放电控制端将由原来的高电平转变为低电平，放电回路也因为外接放电控制管的关闭而被“切断”，之后一直处于过电压放电保护状态。另外，内部上拉电阻可以影响V端电压，最终使之达到V的电压值3。
当电路处于低功耗模式的时候，电路因为过电压放电保护， V。端电压一直都是超出电池短路保护阅值，这时电路会自动进人“省电"模式，电池短路检测功能有效。所以，此时因为充电回路存在，必须对电池进行充电。一方面要降低V端电压到标准值，关闭Q2，转变放电控制端为低电平，恢复其过电压放电保护状
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