三／四節(jié)串聯(lián)鋰電池保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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1 系統(tǒng)概述
該保護(hù)系統(tǒng)采用精工電子三／四節(jié)串聯(lián)鋰離子可充電電池專用充、放電保護(hù)IC S-8254構(gòu)建一級保護(hù)。S-8254系列內(nèi)置高精度電壓檢測電路和延遲電路，針對各節(jié)電池進(jìn)行高精度電壓檢測，實(shí)現(xiàn)單節(jié)過充電保護(hù)和單節(jié)過放電保護(hù)，并具備三段過電流檢測功能，通過外接電容可設(shè)置過充電檢測延遲時(shí)間、過放電檢測延遲時(shí)間和過電流檢測延遲時(shí)間1(過電流檢測延遲時(shí)間2和過電流檢測延遲時(shí)間3在芯片內(nèi)部被固定)。該系統(tǒng)采用精工電子S-8244系列內(nèi)置高精度電壓檢測電路和延遲電路的鋰離子可充電電池二級保護(hù)專用IC實(shí)現(xiàn)電池的單節(jié)二級充電保護(hù)，其保護(hù)延遲時(shí)間可通過外接電容的容值來設(shè)置。
圖1為四節(jié)電池串聯(lián)使用時(shí)的保護(hù)系統(tǒng)原理圖。
S-8254通過SEL端子可以實(shí)現(xiàn)電池三節(jié)串聯(lián)用或四節(jié)串聯(lián)用的切換；S-8244則通過電阻R22短路第四節(jié)電池電壓檢測端子VCC3和VSS即可用作三節(jié)電池串聯(lián)使用時(shí)的二級保護(hù)。
2 各保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)
S-8254系列充、放電保護(hù)電壓和過電流檢測電壓以50 mV為進(jìn)階單位，S-8244系列過充電檢測電壓以5 mV為進(jìn)階單位，系統(tǒng)根據(jù)不同場合的使用需求，可以選擇相應(yīng)適合的型號?，F(xiàn)以圖1保護(hù)系統(tǒng)為例，采用S-8254AAVFT和S-8244AAPFN作為保護(hù)IC，具體說明各保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)過程。
2．1 過放電保護(hù)
通常狀態(tài)下，S-8254放電控制用端子DOP為VSS(電池4的負(fù)電壓)電位，放電MOS管QDISl，QDIS2處于導(dǎo)通狀態(tài)，系統(tǒng)可正常進(jìn)行放電工作。當(dāng)檢測到某節(jié)電池電壓低于2．7 V(VDLn)，且這種狀態(tài)保持在TDL(TDL時(shí)間由過放電檢測延遲端子CDT外接電容CS決定)以上時(shí)，DOP端子的電壓變?yōu)閂DD(電池1的正電壓)電位，放電MOS管關(guān)閉，停止放電，這種狀態(tài)稱為過放電狀態(tài)。進(jìn)入過放電狀態(tài)后，VMP端子電壓經(jīng)電阻R3由負(fù)載下拉至VDD／2以下，S-8254轉(zhuǎn)為休眠狀態(tài)；斷開負(fù)載后，VMP端子電壓經(jīng)電阻R9、充電MOS管QCHRl和QCHR2由VDD上拉至VDD／2以上且低于VDD，S-8254退出休眠狀態(tài)。當(dāng)所有電池電壓都在3．0 V(VDUn)以上時(shí)，過放電狀態(tài)被解除，系統(tǒng)恢復(fù)正常放電工作。
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