鋰電池充電電路和保護電路設計的重要性

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電路設計的重要性。以鋰電池為供電電源的電路設計中，要求將越來越復雜的混合信號系統集成到一個小面積芯片上，這必然給數字、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電路設計就顯得十分重要。

　　鋰電池保護電路的必要性

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

　　綜上所述，鋰電池保護電路的設計是十分重要的。我們要求鋰電池電源保護芯片要能實現以下幾個最基本的功能：過充電保護、過放電保護、過電流保護以及短路保護。由以上鋰電池的應用要求可知，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)當鋰電池回復正常狀態后，保護電路應能相應的解除保護狀態，使電池能夠繼續正常工作。

　　鋰電池電路設計的注意問題

　　▲鋰電池過充，過放電都會影響電池的壽命。

　　▲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，短路保護等問題。

　　▲設計過后要經過大量的測試。

　　鋰電池充電電路管理的設計

　　鋰電池充電時，加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負極分子排列呈片層結構的碳中。放電時，鋰離子則從片層結構的碳中析出，重新和正極的化合物結合。鋰離子的移動產生了電流。原理雖然很簡單，然而在實際的工業生產中，需要考慮的實際問題要多得多：正極的材料需要添加劑來保持多次充放的活性，負極的材料需要在分子結構級去設計以容納更多的鋰離子；填充在正負極之間的電解液，除了保持穩定，還需要具有良好導電性，減小電池內阻。

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

　　我們在設計需求要使用鋰電池的產品時,需要對鋰電池進行保護電路設計,在此基礎上才可以進行充電電路設計。鋰電池需要做過電壓充電保護、過電壓放電保護、過流放電保護、短路保護等。所以我們在設計鋰電池保護電路的時候，至少要實現以上保護功能。