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鋰離子電池在線(xiàn)充放電管理電路的設(shè)計(jì)

1鋰離子電池的特點(diǎn)

近年來(lái)，便攜式電子產(chǎn)品的快速發(fā)展導(dǎo)致了電池技術(shù)的升級(jí)。期間鋰離子電池以高能量密度、高內(nèi)阻、高電池電壓、高循環(huán)次數(shù)、低自放電率等特點(diǎn)，不斷涌現(xiàn)，成為市場(chǎng)的主流。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在筆記本電腦和手機(jī)領(lǐng)域，鋰離子電池的市場(chǎng)份額分別為80%和60%。據(jù)日本矢野經(jīng)濟(jì)研究所估計(jì)，鋰離子電池正以每年53.33%的上升率迅速取代傳統(tǒng)的鎳鉻和鎳金屬氫化物電池。

盡管鋰離子電池有上述優(yōu)點(diǎn)和良好的市場(chǎng)前景,但它是相對(duì)較高的電路的維護(hù)要求,在應(yīng)用的過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格防止收費(fèi)過(guò)高的現(xiàn)象,過(guò)量放電,放電電流不應(yīng)太大,一般來(lái)說(shuō),放電率不應(yīng)超過(guò)0.2c。鋰離子電池的充電過(guò)程如圖1所示。在充電周期中，鋰離子電池要在充電前測(cè)試電池的電壓和溫度，以確定是否可以充電。假如電池電壓或溫度超過(guò)制造商允許的計(jì)劃，充電是禁止的。允許充電電壓規(guī)劃為:每個(gè)電池2.5v~4.2v;溫度方法為:2.5℃~50℃。當(dāng)電池處于深放電狀態(tài)時(shí)，要要求充電器進(jìn)行預(yù)充，使電池能夠滿(mǎn)足快速充電的條件;然后，根據(jù)電池廠家推薦的快速充電速度，一般為1C，充電器以恒流充電，電池電壓緩慢上升。當(dāng)電池電壓達(dá)到設(shè)定的間歇電壓(一般為4.1v或4.2v)后，恒流充電中斷，充電電流迅速衰減，充電進(jìn)入全充電過(guò)程。在充滿(mǎn)電的過(guò)程中，充電電流逐漸衰減，直到充電速率降到C/10以下或充電時(shí)間結(jié)束，再轉(zhuǎn)到頂部停止充電。當(dāng)在頂部充電時(shí)，充電器用很少的充電電流來(lái)補(bǔ)充電池的能量。在頂部充電一段時(shí)間后，關(guān)閉充電。

一般而言,鋰離子電池的安全電壓下限為2.4v,誤差精度要求的充電電壓是不準(zhǔn)確的,但它也要配合適當(dāng)?shù)倪^(guò)量放電延遲時(shí)間,為了協(xié)調(diào)電力的最大負(fù)荷和過(guò)量放電維護(hù)需求。當(dāng)電池進(jìn)行放電動(dòng)作時(shí)，電池電壓低于過(guò)放電維持電壓時(shí)，應(yīng)關(guān)閉電池放電，防止電池過(guò)放電的發(fā)生。當(dāng)放電電流過(guò)大時(shí)，維護(hù)電路應(yīng)關(guān)閉蓄電池放電，表現(xiàn)出過(guò)放電電流維護(hù)功能。維護(hù)電流的大小可以根據(jù)負(fù)載的大小來(lái)設(shè)定。值得注意的是:維修電路不能因負(fù)載需求短周期大電流而誤動(dòng)作，維修電路有必要供應(yīng)不同過(guò)放電電流的維修延時(shí)時(shí)間，提高運(yùn)行的穩(wěn)定性。

此外，所有鋰離子電池組的維護(hù)功能也可以通過(guò)電池的安全閾值進(jìn)行內(nèi)部壓力維護(hù)，通過(guò)外部電路的熱敏電阻進(jìn)行高溫維護(hù)。

2.在線(xiàn)充放電處理電路結(jié)構(gòu)

由于鋰離子電池的維護(hù)電路要求比較高，在規(guī)劃充放電電路時(shí)，應(yīng)充分考慮可能出現(xiàn)的各種情況，并進(jìn)行維護(hù)，以保證電池的安全運(yùn)行。在實(shí)際規(guī)劃、鋰離子電池要應(yīng)用于無(wú)人值守的樂(lè)器很長(zhǎng)一段時(shí)間,和充放電電路要積極地監(jiān)控條件的鋰離子電池,外部電源和負(fù)載,并做出相應(yīng)的動(dòng)作,以保證負(fù)載很長(zhǎng)一段時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行和鋰離子電池的安全有效運(yùn)行。