鋰離子電池保護(hù)IC定義和工作原理

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2022-3-22 21:12 上傳

鋰離子電池保護(hù)IC是安裝在保護(hù)板上的芯片，電池保護(hù)板是獨(dú)立的電路。它可以在充放電時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控鋰離子電池的電壓和電流。在異常的情況下，它將通過(guò)控制保護(hù)電路控制鋰離子電池的狀態(tài)。工作電壓一般與鋰離子電池相同，約為3.6V。但是，為了不影響鋰離子電池的正常工作，流經(jīng)保護(hù)IC的電流必須非常小（小于10μa）。因此，保護(hù)IC芯片及其保護(hù)電路作為鋰電池的安全保護(hù)裝置，不僅應(yīng)在設(shè)備的正常工作電流范圍內(nèi)可靠地工作，而且在電池意外短路或過(guò)流時(shí)也要迅速采取行動(dòng)，以便對(duì)電池進(jìn)行保護(hù)。

鋰離子保護(hù)電路的主要功能是防止電池過(guò)充電、過(guò)放電和過(guò)流。這些問(wèn)題對(duì)鋰離子電池具有破壞性。首先是過(guò)度收費(fèi)。鋰離子電池屬于可充電二次電池。充電時(shí)可以安全地將電壓恢復(fù)到4.2V左右，但電壓不能更高。其次，過(guò)度充電會(huì)導(dǎo)致電池電壓過(guò)高，會(huì)損壞電池，甚至造成火災(zāi)等安全隱患。當(dāng)鋰離子電池的電壓降低到3V左右時(shí)，應(yīng)停止放電。過(guò)度放電會(huì)增加電池的壓力，從而縮短電池的循環(huán)壽命。最后一個(gè)是過(guò)電流。鋰離子電池具有額定最大電流值。如果在放電期間負(fù)載電流超過(guò)此電流值，則電池可能損壞。因此，鋰離子電池保護(hù)電路對(duì)于鋰離子電池來(lái)說(shuō)是非常必要的，電路的核心保護(hù)IC芯片不容忽視。

工作原理      

首先，保護(hù)IC將監(jiān)控鋰離子電池充放電狀態(tài)，可以精確測(cè)量鋰離子電池的工作和充電電壓。保護(hù)IC將通過(guò)控制鋰離子電池保護(hù)電路上的MOSFET開(kāi)關(guān)來(lái)切斷和連接電池電路。因此，工程師在設(shè)計(jì)保護(hù)IC時(shí)需要考慮MOSFET開(kāi)關(guān)的選擇。低RDS的MOSFET可以有效提高保護(hù)電路的效率，而低VT的MOSFET可以有效降低保護(hù)電路的電池功耗。此外，設(shè)置保護(hù)IC的過(guò)壓保護(hù)閾值和過(guò)放電保護(hù)閾值也是設(shè)計(jì)中不可或缺的環(huán)節(jié)。
保護(hù)IC可以在鋰離子電池工作和充電時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控其狀態(tài)，并在異常情況下快速做出反應(yīng)。當(dāng)電池充電時(shí)，一旦電池端的電壓過(guò)高（超過(guò)4.2V），保護(hù)IC將切斷MOS晶體管中充電電路的開(kāi)關(guān)。此時(shí)，電池不能繼續(xù)充電，但可以正常放電。當(dāng)電池放電時(shí)，一旦電池端接地電壓過(guò)低（低于最小電壓的設(shè)定值），保護(hù)IC將切斷MOS晶體管中放電電路的開(kāi)關(guān)，從而終止放電，充電電路不會(huì)被切斷。鋰離子電池的保護(hù)電路是這種電池短板的良好補(bǔ)充。這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)為鋰離子電池的推廣做出了巨大貢獻(xiàn)。

每個(gè)電池都有鋰離子電池保護(hù)IC嗎？      

根據(jù)以上對(duì)保護(hù)IC及其保護(hù)電路的分析，可以得出結(jié)論，帶保護(hù)電路的鋰離子電池的安全性、耐用性?xún)?yōu)于無(wú)保護(hù)電路。因此，在購(gòu)買(mǎi)鋰離子電池時(shí)，消費(fèi)者還應(yīng)考慮電池是否具有保護(hù)電路和保護(hù)IC。

然而，市場(chǎng)上并非所有鋰離子電池都配備了保護(hù)電路和保護(hù)IC。由于安裝保護(hù)電路意味著花費(fèi)更多的材料成本和技術(shù)成本，許多小規(guī)模企業(yè)為了電池的銷(xiāo)售和利潤(rùn)而省略鋰離子電池的保護(hù)電路，從而盡可能降低電池的成本和價(jià)格，并在市場(chǎng)上獲得足夠的優(yōu)勢(shì)。但是，沒(méi)有保護(hù)電路的電池很容易損壞。過(guò)充電、過(guò)放電、過(guò)流和過(guò)熱的可能性會(huì)增加，這將導(dǎo)致電池故障概率增加，這也容易造成安全隱患。因此，消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)鋰離子電池時(shí)，應(yīng)考慮電池是否具有保護(hù)電路，而不是盲目選擇低成本電池。為了減少購(gòu)買(mǎi)劣質(zhì)電池的可能性，消費(fèi)者可以選擇知名品牌的電池，如三星，索尼等，這些制造商通常擁有最先進(jìn)的電池生產(chǎn)工藝和最完整的電池生產(chǎn)工藝。他們生產(chǎn)的電池不會(huì)安裝保護(hù)電路，并且通常在質(zhì)量方面經(jīng)過(guò)認(rèn)證。

同樣值得注意的是，并非每個(gè)鋰離子電池都應(yīng)該配備保護(hù)電路和保護(hù)IC。一個(gè)電池組可以共用一個(gè)保護(hù)電路，這樣不會(huì)給保護(hù)電路帶來(lái)負(fù)擔(dān)，也不會(huì)影響其功能。希望您能發(fā)現(xiàn)本文有用。