如今社會(huì)電子化越來越普遍,也越來越多的產(chǎn)品內(nèi)部集成了電池,電池是一種通過內(nèi)部材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的器件,受其工作原理影響,電池屬于一種危險(xiǎn)物品,做的好,就是一個(gè)好的電能來源,做的不好,那就是一個(gè)定時(shí)炸彈,空運(yùn),海運(yùn),快遞運(yùn)輸?shù)榷紩?huì)對(duì)電池類產(chǎn)品特別關(guān)注。
應(yīng)用于產(chǎn)品上的電池一般是電池包,包括電芯和保護(hù)板,電芯本身是必須經(jīng)過嚴(yán)格認(rèn)證的,保護(hù)板是為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品應(yīng)用中針對(duì)電池方面的單一故障保護(hù),避免外部不利的使用條件直接對(duì)電池造成不必要的影響。
過放保護(hù)和過充保護(hù)是電池保護(hù)板的基本功能,過放保護(hù)是為了保護(hù)電池不至于放完電,導(dǎo)致電壓過低,電池?zé)o法重新使用;過充保護(hù)是為了保護(hù)電池不至于充太滿,導(dǎo)致電壓太高,超過電池的承受能力,造成危害。
電池保護(hù)板如下應(yīng)用電路:
上圖為3節(jié)電池串聯(lián)的保護(hù)板參考設(shè)計(jì),圖中可以觀察到,在外部電源EB和內(nèi)部電池之間有兩個(gè)背靠背的MOSFET,均為PMOS,靠EB端的MOSFET稱為充電用FET,靠電池端的稱為放電用FET,充電用FET受COP控制,放電用FET受DOP控制,VMP檢測(cè)外部電源電壓,VCn(b=1,2,3)檢測(cè)電池電壓。
充電用FET的作用是控制充電通路,該FET導(dǎo)通時(shí),外部電源可往電池充電,該FET截止時(shí),外部電源無法進(jìn)入電池,也即電池?zé)o法進(jìn)行充電,但是電池電壓可以通過該FET的體二極管往外輸出。放電用FET的作用是控制充電通路,該FET導(dǎo)通時(shí),電池可對(duì)外放電,而該FET截止時(shí),完全截止了電池的放電路徑。
過充電狀態(tài):
電池保護(hù)IC通過VCn腳實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)電池的電壓,當(dāng)外部電源持續(xù)充電導(dǎo)致任何一個(gè)電池電壓超過規(guī)定的過充檢測(cè)電壓時(shí),電池保護(hù)IC將使COP變?yōu)楦咦钁B(tài),此時(shí)充電用FET將截止,實(shí)現(xiàn)過充電保護(hù)。
若要解除過充電保護(hù)狀態(tài),對(duì)于S-8254A電池保護(hù)IC的規(guī)定,有如下兩種情況:
1)全部電池處于規(guī)定的過充解除電壓以下時(shí);
2)全部電池處于規(guī)定的過充檢測(cè)電壓以下,且VMP端子電壓在39/40×VDD以下時(shí)。
按照以上描述,一般選擇拔掉充電器或去掉施加在電池上的外部電源即可實(shí)現(xiàn)電池過充狀態(tài)的解除,需要注意的是,過充電保護(hù)狀態(tài)解除后,充電用FET并不是立馬就能導(dǎo)通,因此,會(huì)有一段很小的時(shí)間,在EB端的電壓為VBAT-VD,VBAT即為電芯的輸出電壓,VD為充電用FET體二極管的壓降,此二極管壓降在0.7V左右,因此,若此時(shí)外部有檢測(cè)電池電壓的檢測(cè)電路,如滯回比較器電路,需要注意滯回區(qū)間要把這個(gè)情況考慮進(jìn)去。
過放電狀態(tài):
電池保護(hù)IC通過VCn腳實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)電池的電壓,當(dāng)外部電源持續(xù)充電導(dǎo)致任何一個(gè)電池電壓超過規(guī)定的過放檢測(cè)電壓時(shí),電池保護(hù)IC將使DOP變?yōu)榕cVDD電平,此時(shí)放電用FET將截止,實(shí)現(xiàn)過放電保護(hù)。
對(duì)于S-8254A保護(hù)IC,當(dāng)進(jìn)入過放保護(hù)狀態(tài)后,S-8254A也將進(jìn)入休眠狀態(tài),此舉是為了將電池耗電降到最低,避免電池因IC的功耗持續(xù)耗電導(dǎo)致電芯進(jìn)入深度放電狀態(tài),電芯電壓持續(xù)降低后,S-8254A將無法正常工作,且不說電芯出問題,保護(hù)板的FET都無法被打開,結(jié)果就是造成整個(gè)電池?zé)o法充電。S-8254A進(jìn)入休眠狀態(tài)后,會(huì)將COP端子也變?yōu)楦咦钁B(tài),此時(shí)放電FET也被關(guān)斷。
當(dāng)插入外部電源,也即VMP端檢測(cè)到大于VDD的電壓時(shí),即解除休眠狀態(tài),恢復(fù)正常充電。
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