1、2019/5/19,1,单节锂离子保护IC,2019/5/19,2,充电电池使用过程中，过充电、过放电和过电流是影响电池使用寿命和性能的主要因素，充电电池保护IC通过保护环路有效监测并防止对电池产生损害。,2019/5/19,3,在锂离子充电电池的使用过程中，可能会由于使用者的错误使用而造成过充，产生电池温度上升；其次，由于电解液的分解而产生瓦斯，使其内部压力上升，以及金属锂等的释出而造成有起火及破裂的危险。相反，在放电时，如果产生过放将会分解电解液，使得电池的特性产生劣化。 为了避免过充及过放所产生的安全性问题，并防止电池特性劣化，在锂离子电池包中采用了保护回路,2019/5/19,图1,保
2、护回路由两个FET和专用IC(以下称为保护IC)构成。 保护IC负责监测电池电压，并控制两个FET的栅极， 而FET分别实现过充和过放的控制功能。,保护线路,过充,过放,2019/5/19,5,锂离子充电电池保护用IC的基本功能,1. 过充监测 防止电池的特性劣化、起火及破裂，确保安全性。2. 过放监测 防止电池特性劣化，确保电池的使用寿命。3. 过电流监测 防止FET的破坏，短路保护及确保搬运时的安全性。 采用保护回路来实现以上三种保护功能，提高电池包的安全性和可靠性。,2019/5/19,6,S-8261系列IC,S-8261系列是由内藏高精度电压检出电路和延迟电路组成的锂离子/锂化合物可
3、充电电池保护IC。 它最适合于单节锂离子/锂化合物可充电电池的过充电、过放电和过电流保护。,2019/5/19,7,特点：,1、内藏高精度电压检出电路 2、连接充电器的端子采用高耐压装置 3、各种延迟时间均由内藏电路来实现 4、内藏三级过电流检出电路 5、可以选择/向0V电池充电功能 6、充电器检出功能、异常充电电流检出功能 7、低消耗电流 8、宽工作温度范围：-40+85 9、小型封装:6脚,绝对最大额定值：28V,正常工作时：3.5A, 7A(max) 休眠时： 0.1A（max）,8,2019/5/19,充电控制,放电控制,过电流检出端,正电源输入端,负电源输入端,测定延迟时间,MOSF
4、ET,锂离子保护IC连接例子,9,2019/5/19,VM端检出的电压值来判定,10,2019/5/19,放电控制,充电控制,ESD对策,电源变动对策,充电器逆连接对策,11,2019/5/19,工作时序图 1.过充电、过放电时序,2019/5/19,12,通常状态：,在通常状态下可以自由充放电，因此控制用FET都为接通状态。为了有效地利用放电电流及充电电流，在FET里采用了小接通阻抗功率MOS管。 注* 初次连接电池时，会有不能放电的状态，这时，短路VM端子和VSS端子，或连接充电器就能恢复到通常状态。,2019/5/19,13,过充电状态：,过充保护功能是指在电池电压达到某个电压(以下称为
5、过充电检测电压)时，禁止由充电器继续充电。即，将控制过充的FET变成关断状态，停止充电电流的流动。 控制IC的充电控制CO引脚控制充电用FET，检测到过充电电压时，CO出发低电平，使控制充电FET关断，停止对电池充电。,2019/5/19,14,过放电状态,过放电保护功能是指在电池电压降到某个电压(以下称为过放电检测电压)时，停止对负载放电。即，将控制放充的FET变成关断状态，停止放电电流的流动。 控制IC的放电控制DO引脚控制放电用FET，检测到过放电电压时，DO出发低电平，使控制放电FET关断，停止对负载放电。,2019/5/19,15,过电流状态 过电流1、过电流2、短路,在通常状态的电
6、池使用时，放电电流在额定值以上，且这个状态持续在过电流检出延迟时间以上的场合，关闭放电控制用FET，停止放电。这个状态叫作过电流状态。 功能:在消耗大电流时停止对负载的放电 目的:保护电池及FET，确保电池包在工作状态下的安全性。过电流检测是将FET的接通电阻当成感应电阻处理，监视其电压的状况，若比所设定的电压(过电流检测电压)还高，则立即停止放电。 过电流检测必须设置延迟时间。若没有延迟时间，当突然有电流流入时，会检测出过电电流，而使得放电停止。因此，近来的保护IC都分为在短路时和突然有电流流入时的两种不同状况的检测。 过电流检测之后，电池包与负载脱离后将恢复到常态，可以再充电或放电。,20
7、19/5/19,16,选择IC,2019/5/19,17,锂离子充电电池保护IC的发展趋势,a保护功能需求改变 b. 过充电检测电压精度更高 c. 低成本及高安全性 d. 将控制IC和外部FET集成 e. 汽车用保护IC f. 锂离子聚合物电池用保护IC,2019/5/19,18,a保护功能需求改变,并非所有应用都要求具备过充、过放及过电流保护的功能。例如，将来也许会采用只有过放电保护功能的保护IC构成其保护回路。,2019/5/19,19,b. 过充电检测电压精度更高,为了提高电池包的安全性，要求过充电检测电压的精度足够高。现在，25mV(温度25的条件下)为最高精度，但在其它温度范围内，将
8、来会要求能达到同样的高精度。,2019/5/19,20,c. 低成本及高安全性,在保护回路上，同时要求成本低和高安全性。这样，未来可能会划分为保护IC及复位IC等功能简化产品，以及使用专用IC等两大类。,2019/5/19,21,d. 将控制IC和外部FET集成,在考虑空间的情况下，将控制IC和外接FET采用单个封装。但是，由于FET能选择的范围有限，再加上FET的热影响会产生控制系统的误动作和破坏等在安全性问题，采用单一封装IC并不是最佳的选择。,2019/5/19,22,e. 汽车用保护IC,锂离子充电电池的最大市场为汽车电池的市场。与便携式电子产品相比，由于容量变大，因此其安全性的要求会更加高，以往的保护功能可能并不能满足需要。因此，如何满足这些变化是今后的重要课题。,2019/5/19,23,f. 锂离子聚合物电池用保护IC,各电池厂商都在加速开发锂离子聚合物电池，并宣称将不再需要保护回路。但是，这并不能真的马上实现，将可能发展为使用只具有一部分保护功能的保护回路。因而可以推想，今后保护用IC会有简化的趋势。,2019/5/19,24,问题：,1、IC在锂离子电池中有作用？ 2、IC如何防止锂电过充、过放和过流？ 3、如何选择IC,举例。 4、IC如何控制MOSFET动作？ 5、简述IC发展趋势。,
