鋰電池充電電路和保護(hù)電路設(shè)計(jì)的重要性

來源：存能電氣  日期：2019-04-08 10:32  瀏覽量：次

　　鋰電池充電電路和保護(hù)電路設(shè)計(jì)的重要性。以鋰電池為供電電源的電路設(shè)計(jì)中，要求將越來越復(fù)雜的混合信號系統(tǒng)集成到一個(gè)小面積芯片上，這必然給數(shù)字、模擬電路提出了低壓、低功耗問題。所以，鋰電池充電電路和保護(hù)電路設(shè)計(jì)就顯得十分重要。

　　鋰電池保護(hù)電路的必要性

　　由于鋰電池能量密度高，在過度充電狀態(tài)下，電池溫度上升后能量將過剩，于是電解液分解而產(chǎn)生氣體，容易使內(nèi)壓上升而產(chǎn)生自燃或破裂的危險(xiǎn)；反之，在過度放電狀態(tài)下，電解液因分解導(dǎo)致電池特性及耐久性劣化，降低可充電次數(shù)，縮短了電池使用壽命。因此對鋰電池的保護(hù)非常重要，鋰電池應(yīng)用中必須要有電池保護(hù)芯片，來防止電池的過充電、過放電和過電流。

　　綜上所述，鋰電池保護(hù)電路的設(shè)計(jì)是十分重要的。我們要求鋰電池電源保護(hù)芯片要能實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)最基本的功能：過充電保護(hù)、過放電保護(hù)、過電流保護(hù)以及短路保護(hù)。由以上鋰電池的應(yīng)用要求可知，為提高鋰電池的使用壽命并保證電池的安全使用。

　　鋰電池保護(hù)電路需要具有以下功能

　　(1)如果充電電壓超過電池允許的最大值，能夠提供電池放電回路。

　　(2)如果放電電壓低于電池允許的最小值，能夠提供電池充電回路。則切斷電池與外部電路的連接，并且則切斷電池與外部電路的連接。

　　(3)如果鋰電池的充、放電電流大于極限值，則切斷電池與外部電路的連接。

　　(4)當(dāng)鋰電池回復(fù)正常狀態(tài)后，保護(hù)電路應(yīng)能相應(yīng)的解除保護(hù)狀態(tài)，使電池能夠繼續(xù)正常工作。

　　鋰電池電路設(shè)計(jì)的注意問題

　　▲鋰電池過充，過放電都會(huì)影響電池的壽命。

　　▲注意鋰電池的充電電壓，充電電流。然后選取合適的充電芯片。

　　▲注意要防止鋰電池的過充，過放，短路保護(hù)等問題。

　　▲設(shè)計(jì)過后要經(jīng)過大量的測試。

　　鋰電池充電電路管理的設(shè)計(jì)

　　鋰電池充電時(shí)，加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中。放電時(shí)，鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，重新和正極的化合物結(jié)合。鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)生了電流。原理雖然很簡單，然而在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，需要考慮的實(shí)際問題要多得多：正極的材料需要添加劑來保持多次充放的活性，負(fù)極的材料需要在分子結(jié)構(gòu)級去設(shè)計(jì)以容納更多的鋰離子；填充在正負(fù)極之間的電解液，除了保持穩(wěn)定，還需要具有良好導(dǎo)電性，減小電池內(nèi)阻。

　　在鋰電池處于深放電的情況下，必須要求充電器具有預(yù)充過程，使電池滿足快速充電的條件；然后，根據(jù)電鋰池廠商推薦的快速充電速度，一般為1C，充電器對電池進(jìn)行恒流充電，電池電壓緩慢上升；一旦電池電壓達(dá)到所設(shè)定的終止電壓，恒流充電終止，充電電流快速衰減，充電進(jìn)入滿充過程。

　　我們在設(shè)計(jì)需求要使用鋰電池的產(chǎn)品時(shí),需要對鋰電池進(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)。鋰電池需要做過電壓充電保護(hù)、過電壓放電保護(hù)、過流放電保護(hù)、短路保護(hù)等。所以我們在設(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。