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鋰電池過流保護怎么辦

鉅大LARGE  |  點擊量:10557次  |  2018年08月10日  

摘要
鋰電池充放電控制芯片UCC3957可對3或4節鋰電池組提供過充電、過放電及過流等保護,具體而言:該芯片對電池組內的每一節電池電壓進行采樣,并與內部的精密基準電壓進行比較,當任意一節電池處于過壓或欠壓狀態時,芯片就會進行相應的控制,以防止進一步充電或放電,其典型應用電路如圖8所示。圖中,Q1、Q2為P溝道MOSFET管,分別控制充電和放電電流。

鋰電池充放電控制芯片UCC3957可對3或4節鋰電池組提供過充電、過放電及過流等保護,具體而言:該芯片對電池組內的每一節電池電壓進行采樣,并與內部的精密基準電壓進行比較,當任意一節電池處于過壓或欠壓狀態時,芯片就會進行相應的控制,以防止進一步充電或放電,其典型應用電路如圖8所示。圖中,Q1、Q2為P溝道MOSFET管,分別控制充電和放電電流。


3.7v鋰電池保護板原理圖


(1)電池組的連接


電池組與IC連接要注意順序。電池組的底端連接到UCC3957(U1)的AN4端,頂端連接到VDD端,每兩節電池的連接點按相應順序連接到AN1~AN3端。


當電池組為3節電池時,U1的②腳(CLCNT端)與16腳(DVDD端)相連,同時將⑥腳(AN3端)與⑦腳(AN4端)相連;當電池組為4節電池時,②腳接地(即連到AN4端)。


(2)放電


U1具有智能放電功能。放電時,U1的13腳輸出低電平,放電開關Q2導通,鋰電池組經Q2及Q1內的二極管向負載供電。當負載所需電流較大時,通過電流檢測電阻RS兩端的壓降也較大,當超過15mV(對應0.6A的放電電流)時,則U1的③腳輸出低電平,充電開關管Q1導通,從而提高電池組的放電能力。


(3)欠壓保護


當檢測到任一節電池處于過放電時(低于欠壓閾值),U1的③腳、13腳輸出高電平,同時關斷Q1,Q2、U1進入休眠狀態,此時芯片的工作電流僅為3.5μA。只有當③腳電壓升到VDD時,芯片檢測到后才會退出休眠狀態。


(4)充電


當接入充電器時,開關S1閉合,U1的⑨腳(CHGEN端)與16腳(DVDD)相通,U1的③腳輸出低電平,充電開關管Q1導通,電池組充電。


在充電期間,如果U1處于休眠狀態,則放電開關管Q2仍然關斷,充電電流經Q2內的二極管對電池組充電。當每節電池的電壓均高于欠壓ON值時,Q2導通。


(5)過流保護


為了適應大的電容負載,UCC3957設有兩個過流閾值電壓,每一個閾值電壓又可以設定不同的延遲時間,即采用二級過流保護模式。這種二級過流保護既可對短路提供快速的響應,又可使電池組承受一定的浪涌電流,以防止因濾波電容容量較大而引起不必要的過流保護動作。


電流檢測電阻RS接在U1的⑦腳(AN4)與⑧腳(BATLO)之間。當RS兩端的壓降超過某一閾值時,過流保護進入間歇模式。在這一模式下,放電開關管Q2周期性地關斷與導通,直到故障排除。一旦故障排除,芯片自動恢復到常規工作狀態。


第一級過流保護閾值為0.15V(對應的輸出電流為6A),且持續時間超過U1設定的時間(由U1的⑩腳(CDLY1)和地之間的電容C4設定),則U1進入間歇工作模式,其輸出脈沖的占空比約為6%,即開關管的關斷時間大約是導通時間的16倍。


第二級過流閾值為0.375V(對應的輸出電流為15A),且持續時間超過U1設定的時間(由U1的14腳(CDLY2)和地之間的電容C3設定),則U1進入間歇工作模式,其輸出脈沖的占空比小于1%,即開關管的關斷時間大約是導通時間的100倍。


(6)過壓保護


如果某一節電池的充電電壓超過充電閡值,則U1的③腳輸出高電平,充電開關管Q1關斷,進入過壓保護狀態。


另外,如果電池組與U1的④~⑥腳(AN1-AN3)的連線斷路,則U1也將進入過壓保護狀態。


鋰電3.7v保護板改裝電路圖


現在國內鋰電池,3.7v良莠不齊,在放電電壓在2.8v左右基本是極限了,如果到2.5v,好的電池還能充幾次。一般的電池,基本報廢。我買的保護板,有兩種芯片(DW01、8205A),DW01取樣芯片,8205A功率驅動芯片。DW01取樣:過放電壓在2.35v~2.5v,過沖4.0v~4.19v。要是買了這兩個芯片的保護板,國內的鋰電池3.7v基本報廢,無報廢的也充不了幾次電。


解決辦法:


①頭尾并聯1N5822(肖特基二極管),1N5822正向電壓0.52v,加上2.35v等于2.87v。


②1N5822串聯到B+或B-極上。


③然后將3.7v電池串聯在B或+B-上,這時保護板就算在2.35v但實際電池電壓在2.87v。有效保護過放。


說明:電池不能焊在保護板上,如果焊接,電池在充電會有0.52v損失,最好方法就是不焊接,用標準3.7V充電器充電,這樣既能電池充滿,在使用時又不會過放。

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