鋰離子電池組充放電保護和容量均衡控制電路X3100／X3101應(yīng)用
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X3100和X3101除了周期地監(jiān)控過充電和過放電狀態(tài)外，還連續(xù)監(jiān)控過流狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)保護狀態(tài)時，自動關(guān)斷外接的充放電控制MOSFET，并且，當(dāng)保護狀態(tài)消失后，充放電控制MOSFET可自動恢復(fù)導(dǎo)通。
過充電電壓UOV、過放電電壓UUV和過電流檢測電壓UOC門限值都可通過軟件單獨選擇，并且存貯在內(nèi)部非易失性寄存器中。這樣可以滿足特性不同的鋰離子電池對保護參數(shù)的要求。
過充電保護延遲時間tOV、過放電保護和釋放延遲時間tUV／tUVR，以及過電流保護和釋放時間tOC／tOCR，都可以通過改變OVT、UVT和OCT腳外接電容的容量來改變。
6.1 周期性保護監(jiān)控
在正常工作狀態(tài)下，模擬信號選擇腳設(shè)定為AS2＝L AS1＝L AS0＝L。在這種狀態(tài)下，為了節(jié)省能源，過充電和過放電保護電路通常處于關(guān)斷狀態(tài)，但是通過內(nèi)部的保護采樣速率定時器（PSRT）周期地接通過充電和過放電保護電路。在125ms周期內(nèi)，過充電和過放電保護電路大約導(dǎo)通2ms。在正常工作狀態(tài)下，過流狀態(tài)是連續(xù)監(jiān)控的。在監(jiān)控狀態(tài)下，過充電和過放電狀態(tài)也是連續(xù)監(jiān)控的。
6.2 過充電保護
X3100和X3101監(jiān)控電池組中任意單體電池的電壓（UCELL）。如果任意一只單體電池的電壓UCELL高于過充電保護電壓UOV，并且持續(xù)時間超過過充電延遲時間tOV后，外接的充電控制MOSFET關(guān)斷（OVP／LMON腳電壓為UCC）。X3100和X3101進入過充電保護狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)說明，此時UVP腳電壓控制的放電MOSFET將不受過充電狀態(tài)影響。
在過充電保護狀態(tài)下，控制寄存器中的OVPC位的狀態(tài)有可能改變，這樣將使OVP／LMON腳電壓變?yōu)閁SS（充電控制MOSFET導(dǎo)通），但是X3100和X3101脫離過充電狀態(tài)以前，OVP腳的電壓將不改變。
改變OVT和GND腳外接電容器COV的容量可改變過充電保護延遲時間tOV。典型的過充電延遲時間tOV如表19所列。延遲時間可按下式近似計算：
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/230949.htm
在過充電狀態(tài)下，該器件仍連續(xù)監(jiān)控單體電池的電壓，當(dāng)所有單體電池的電壓UCELL都低于過充電釋放電壓UOVR時，該器件脫離過充電狀態(tài)，同時充電控制MOSFET自動導(dǎo)通（OVP／LMON腳電壓變?yōu)閁SS）。在該器件脫離過充電保護狀態(tài)時，放電控制MOSFET的工作不受影響。
6.3 過放電保護
如果任意單體電池的電壓UCELL低于過放電保護電壓UUV，并且持續(xù)時間大于過放電延遲時間tUV后，電池組將進入過放電保護狀態(tài)。此時，X3100和X3101輸出信號使放電控制MOSFET自動關(guān)斷（UVP／OCP腳電壓變?yōu)閁CC）。然后，該器件進入休眠狀態(tài)。此后X3100／X3101必須完成以下步驟，電池組才能放電：
── X3100和X3101脫離休眠狀態(tài)。
── 必需利用微控制器并經(jīng)過控制寄存器使充電控制MOSFET導(dǎo)通（OVP／LMON腳電壓變?yōu)閁SS）。
── 所有單體電池的電壓UCELL必須高于過放電釋放電壓UUVR并且持續(xù)時間必須超過過放電釋放延遲時間tUVR。
── 必須利用微控制器并經(jīng)過控制寄存器使放電控制MOSFET導(dǎo)通。
過放電保護和過放電釋放延遲時間tUV和tUVR，可以通過改變UVT和GND腳外接電容器CUV的容量來改變。tUV、tUVR與CUV的關(guān)系如下：
6.4 過電流保護
在工作過程中，除了監(jiān)控每只單體電池的電壓外，X3100和X3101還連續(xù)監(jiān)控電流采樣電阻RSENSE兩端的電壓UCS21（即UCS2－UCS1），如果UCS21高于過電流保護門限電壓UOC并且持續(xù)時間大于過電流檢測延遲時間tOC后，X3100和X3101將進入過電流保護狀態(tài)，如圖4所示。在該狀態(tài)下，放電控制MOSFET自動關(guān)斷（UVP／OCP腳電壓變?yōu)閁CC），因此電流不能流過P+和P-端。
只要進入過電流保護狀態(tài)，X3100和X3101就開始監(jiān)控負載。
在負載監(jiān)控狀態(tài)下，為了檢測負載電阻，OVP／LMON腳輸出很小的負載監(jiān)控電流（ILMON＝7.5μA 典型）。如果負載電阻大于150KΩ（ILMON＝0μA）并且持續(xù)時間超過過電流保護釋放時間tOCR后，X3100和X3101將脫離過電流狀態(tài)。放電控制MOSFET自動導(dǎo)通（UVP／OCP腳電壓變?yōu)閁SS）。
改變OCT和USS腳外接電容器COC的容量，可以改變過電流檢測和釋放延遲時間tOC和tOCR、tOC和tOCR與COC的關(guān)系如下：
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