幾種7S鋰離子電池保護(hù)電路分析

在鋰離子電池保護(hù)IC產(chǎn)品中,目前最多只有做到4節(jié)串聯(lián)的,因此不少工程師在設(shè)計(jì)大于4節(jié)的鋰離子電池保護(hù)電路時(shí),會(huì)感到資料太少,或缺少現(xiàn)成的產(chǎn)品電路可以研發(fā).

本人在這兩年中共接觸到四、五種其它公司研發(fā)的7節(jié)鋰離子電池串聯(lián)保護(hù)電路,在這里利用業(yè)余時(shí)間,一種一種畫出來(lái)供給大家參考,使工程師免走彎路.

下圖是第一種的原理圖

上面的這個(gè)電路是一家外國(guó)公司所研發(fā)的早期版本的7節(jié)串聯(lián)鋰離子電池保護(hù)電路.電路的保護(hù)功能較為可靠,并帶有簡(jiǎn)單的充電平衡電路.

但該電路有較大的缺點(diǎn):7S中的電芯耗電不均衡,低幾節(jié)的電芯靜態(tài)耗電過(guò)大.

小缺點(diǎn)也有一些:電路稍顯復(fù)雜,難以擴(kuò)展,成本也沒(méi)有做到較低.

但是作為早期的7S保護(hù)電路產(chǎn)品,它的保護(hù)功能是完全實(shí)現(xiàn)了,具有過(guò)充電,過(guò)放電和過(guò)流及短路保護(hù)功能.也有簡(jiǎn)單的充電平衡功能.下圖是這個(gè)電路對(duì)應(yīng)的電路板,板上有顆芯片LM339燒毀.

下圖是又一家外國(guó)公司所設(shè)計(jì)的7S鋰離子電池保護(hù)電路.

從電路圖上可以看出,它的電路已經(jīng)比第一種中的電路簡(jiǎn)潔,成本也略為降低,保護(hù)功能也能完全實(shí)現(xiàn).

其缺點(diǎn)是:成本仍然較高.保護(hù)開關(guān)置于電芯中間部位,生產(chǎn)組裝與批量生產(chǎn)時(shí)的測(cè)試都會(huì)較麻煩.

上面兩種電路的共同點(diǎn)是:

都是用2節(jié)4S鋰離子電池保護(hù)IC(MM1414或S-8254)構(gòu)成一個(gè)7S的鋰離子電池保護(hù)電路.這種電路結(jié)構(gòu)目前仍然有廠家在使用.

但這種電路結(jié)構(gòu)較難擴(kuò)展,受保護(hù)IC本身限制.比如,如果想要一個(gè)5S的保護(hù)電路,這種電路結(jié)構(gòu)就是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的.下面這是第3種7S鋰離子電池保護(hù)電路,是國(guó)內(nèi)的一家公司所提供的,也是許多人所關(guān)注的用單個(gè)保護(hù)IC所構(gòu)成的7S保護(hù)電路.

這個(gè)保護(hù)電路的特點(diǎn)是擴(kuò)展性較好,成本也比較低,靜態(tài)時(shí)功耗最小.另一個(gè)特點(diǎn)是第一次將充電回路與放電回路分離,這樣在成本上會(huì)少一些,放電時(shí)的內(nèi)阻也會(huì)更小一些.

該電路還有一個(gè)特點(diǎn)是,當(dāng)過(guò)充電保護(hù)時(shí),被過(guò)充電的那節(jié)電芯的耗電流會(huì)很大,具有一些平衡的功能.

不足之處是在過(guò)放電保護(hù)后的耗電反而會(huì)比靜態(tài)略高.從圖中可以看到,上半部分每個(gè)電芯的電路都是相同的,而且可以繼續(xù)往上擴(kuò)展到10節(jié)甚至13節(jié).當(dāng)然,更多節(jié)數(shù)時(shí),要考慮MOSFET的耐壓了.