锂电池充电电路和保护电路设计的重要性

来源：太阳成集团  日期：2019-04-08 10:32  浏览量：次

　　锂电池充电电路和保护电路设计的重要性。以锂电池为供电电源的电路设计中，要求将越来越复杂的混合信号系统集成到一个小面积芯片上，这必然给数字、模拟电路提出了低压、低功耗问题。所以，锂电池充电电路和保护电路设计就显得十分重要。

　　锂电池保护电路的必要性

　　由于锂电池能量密度高，在过度充电状态下，电池温度上升后能量将过剩，于是电解液分解而产生气体，容易使内压上升而产生自燃或破裂的危险；反之，在过度放电状态下，电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化，降低可充电次数，缩短了电池使用寿命。因此对锂电池的保护非常重要，锂电池应用中必须要有电池保护芯片，来防止电池的过充电、过放电和过电流。

　　综上所述，锂电池保护电路的设计是十分重要的。我们要求锂电池电源保护芯片要能实现以下几个最基本的功能：过充电保护、过放电保护、过电流保护以及短路保护。由以上锂电池的应用要求可知，为提高锂电池的使用寿命并保证电池的安全使用。

　　锂电池保护电路需要具有以下功能

　　(1)如果充电电压超过电池允许的最大值，能够提供电池放电回路。

　　(2)如果放电电压低于电池允许的最小值，能够提供电池充电回路。则切断电池与外部电路的连接，并且则切断电池与外部电路的连接。

　　(3)如果锂电池的充、放电电流大于极限值，则切断电池与外部电路的连接。

　　(4)当锂电池回复正常状态后，保护电路应能相应的解除保护状态，使电池能够继续正常工作。

　　锂电池电路设计的注意问题

　　▲锂电池过充，过放电都会影响电池的寿命。

　　▲注意锂电池的充电电压，充电电流。然后选取合适的充电芯片。

　　▲注意要防止锂电池的过充，过放，短路保护等问题。

　　▲设计过后要经过大量的测试。

　　锂电池充电电路管理的设计

　　锂电池充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。原理虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子；填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小电池内阻。

　　在锂电池处于深放电的情况下，必须要求充电器具有预充过程，使电池满足快速充电的条件；然后，根据电锂池厂商推荐的快速充电速度，一般为1C，充电器对电池进行恒流充电，电池电压缓慢上升；一旦电池电压达到所设定的终止电压，恒流充电终止，充电电流快速衰减，充电进入满充过程。

　　我们在设计需求要使用锂电池的产品时,需要对锂电池进行保护电路设计,在此基础上才可以进行充电电路设计。锂电池需要做过电压充电保护、过电压放电保护、过流放电保护、短路保护等。所以我们在设计锂电池保护电路的时候，至少要实现以上保护功能。