多節電池保護電路,鋰電池保護電路圖-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2024-01-31
鋰電池充放電控制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所示。
圖中，Q1、Q2為P溝道MOSFET管，分別控制充電和放電電流。
（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（AN 1 -AN3）的連線斷路，則U1也將進入過壓保護狀態。
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