锂电池充电及低功耗待机方案
PDVD锂电池充电及低功耗待机方案
本方案采用带A/D，PWM功能的8位MCU来管理电池充/放电及整机待机智能电源管理，此方案适合于Portable DVD,机顶盒，移动DVD，移动多媒体设备等产品，可达到能源之星低功耗待机要求。
方案特点描述：
1：PWM 电子开关控制电池充电，其效率可高达92%
2：充电电流/电压可以编程控制
3：自动识别不良电池并报警指示
4：保护措施可靠而完善，包含高温保护，过流保护，最长时间保护，过充保护过放保护等。
5：内置高精度10-BIT PWM及12-BIT A/D转换，恒流，恒压精度高，波动小
6: 有拔插电自动识别功能。
7: 耗尽的电池预先充电处理，小电流充电可减少发热。
8: 充电模式有：预充电，恒流充电，恒压充电。
9: PWM频率约为30Khz
10: 多种可靠的复位方式：上电复位，低压复位及内部看门狗复位。
11: 人性化的状态指示，不同的充电状态有不同的指示。
12: 输入电压范围从9 V 到16V
13: 电源管理，可以管理整机开关，使整机进入低功耗待机状态，从而达到整机符合美能源之星的要求
红外遥控启动。
了解一下锂电池充电IC的选择方案
随着手持设备业务的不断发展，对电池充电器的要求也不断增加。要为完成这项工作而选择正确的集成电路 (IC)，我们必须权衡几个因素。在开始设计以前，我们必须考虑诸如解决方案尺寸、USB标准、充电速率和成本等因素。必须将这些因素按照重要程度依次排列，然后选择相应的充电器IC。本文中，我们将介绍不同的充电拓扑结构，并研究电池充电器IC的一些特性。此外，我们还将探讨一个应用和现有的解决方案。 锂离子电池充电周期 锂离子电池要求专门的充电周期，以实现安全充电并最大化电池使用时间。电池充电分两个阶段：恒定电流 (CC) 和恒定电压 (CV)。电池位于完全充满电压以下时，电流经过稳压进入电池。在CC模式下，电流经过稳压达到两个值之一。如果电池电压非常低，则充电电流降低至预充电电平，以适应电池并防止电池损坏。该阈值因电池化学属性而不同，一般取决于电池制造厂商。一旦电池电压升至预充电阈值以上，充电便升至快速充电电流电平。典型电池的最大建议快速充电电流为1C(C=1 小时内耗尽电池所需的电流)，但该电流也取决地电池制造厂商。典型充电电流为~0.8C，目的是最大化电池使用时间。对电池充电时，电压上升。一旦电池电压升至稳压电压(一般为4.2V)，充电电流逐渐减少，同时对电池电压进行稳压以防止过充电。在这种模式下，电池充电时电流逐渐减少，同时电池阻抗降低。如果电流降至预定电平(一般为快速充电电流的10%)，则终止充电。我们一般不对电池浮充电，因为这样会缩短电池使用寿命。图1 以图形方式说明了典型的充电周期。 线性解决方案与开关模式解决方案对比 将适配器电压转降为电池电压并控制不同充电阶段的拓扑结构有两种：线性稳压器和电感开关。这两种拓扑结构在体积、效率、解决方案成本和电磁干扰(EMI) 辐射方面各有优缺点。我们下面介绍这两种拓扑结构的各种优点和一些折中方法。 一般来说，电感开关是获得最高效率的最佳选择。利用电阻器等检测组件，在输出端检测充电电流。充电器在CC 模式下时，电流反馈电路控制占空比。电池电压检测反馈电路控制CV 模式下的占空比。根据特性集的不同，可能会出现其他一些控制环路。我们将在后面详细讨论这些环路。电感开关电路要求开关组件、整流器、电感和输入及输出电容器。就许多应用而言，通过选择一种将开关
基于单片机的锂离子电池充电系统设计方案
济南大学泉城学院 毕业设计方案 题目基于单片机的锂离子电池 充电系统设计 专业电气工程及其自动化 班级1301班 学生姚良洁 学号2013010873 指导教师张兴达魏志轩 二〇一七年四月十日 学院工学院专业电气工程及其自动化 学生姚良洁学号2013010873 设计题目基于单片机的锂离子电池充电系统设计 一、选题背景与意义 1. 国内外研究现状
自90年代以来，中国正日趋成为世界上最大的电池生产国和最大的电池消耗国。随着科技的发展，人们对身边电子产品的数字化、自动化和效率的要求越来越高。便携式电池成为用户的首选，随着各式各样的电池出现，用户在选用电池时，在考虑到电池的环保、性价比的同时，更加注重电池的便携性。正因为锂离子电池具有高的体积比能量和环保性能，符合当前世界电池技术的发展趋势，逐渐成为市场的主流[1]。我国锂电池行业的年增长率已超过20%，2016年电池总体需求量达到50亿块左右。可见，在当前和今后相当一段时间，锂电池将成为我国电池工业的龙头。 虽然我国已是仅次于日本的锂离子电池生产大国，市场增长空间巨大，但并非强国，在全球锂离子电池产业仍处于低端。随着手机用户的日益增多，如何保养手机也成为了众多手机使用者面临的一个实际问题，而手机电池作为手机的一个重要组成部分，直接影响了使用寿命和性能。智能手机的屏幕越来越大，功能越来越多，现有的锂离子电池产品越来越难以满足需求，选择合适的充电器，可以延长我们的手机锂离子电池的使用寿命。 现阶段消费者除了通过原厂配备的充电器给便携式设备充电之外，普遍采用的是通过移动电源来补充电池的电量。根据日本矢野经济研究所的预测，锂离子电池正以53.33%的年增长率快速取代传统的镍铬镍氢电池市场。目前国内移动电源市场上主要的品牌有小米、爱国者、品胜、华为等，国外市场比较知名的品牌有BOOSTCASE、MALA 等。移动电源市场在近几年得到了很大的发展，市场中出现了各式各样的品牌。与此同时，在移动电源产品中也存在很多需要解决的问题。比如：自身充电所需时间过长，USB输出电压不稳定，电能转化效率不高，输出保护较为单一，输出大电流时散热性能不好等。相较于国外而言，国内的锂电池智能充电系统性能欠佳，还需要加大研究力度[2]。 2. 选题的目的及意义 近几年来，便携式电子产品的迅猛发展促进了电池技术的更新换代。其中锂离子电池以其重量轻、储能大、功率大、无记忆效应、无污染、自放电系数小、循环寿命长等优点，脱颖而出，迅速成为市场的主流。锂电池是20世纪末才出现的绿色高效能可充电电池，目前随着锂离子电池的推广及大量应用，锂离子电池深受社会和用户的欢迎[3]。目前已广泛应用于手机、笔记本电脑、数码相机及众多的便携式设备，其中笔记本电脑占23%，手机占50%，为最大领域。电子、信息及通讯等3C产品均朝向无线化、可携带化方向发展，对于产品的各项高性能组件也往“轻、
锂电池解决方案
锂电池解决方案 篇一：单芯片锂电池保护解决方案 高集成度单芯片锂电池保护解决方案 目前锂电池的应用越来越广泛，从手机、MP3、MP4、GPS、玩具等便携式设备到需要持续保存数据的煤气表，其市场容量已经达到每月几亿只。为了防止锂电池在过充电、过放电、过电流等异常状态影响电池寿命，通常要通过锂电池保护装置来防止异常状态对电池的损坏。 锂电池保护装置的电路原理如图1所示，主要是由电池保护控制IC和外接放电开关M1以及充电开关M2来实现。当P+/P-端连接充电器，给电池正常充电时，M1，M2均处于导通状态；当控制IC检测到充电异常时，将M2关断终止充电。当P+/P-端连接负载，电池正常放电时，M1，M2均导通；当控制IC检测到放电异常时，将M1关断终止放电。 图1：锂电池保护装置电路原理。 几种现有的锂电池保护方案 图2是基于上述锂电池保护原理所设计的一种常用的锂电池保护板。图中的SOT23-6L封装的是控制IC，SOP8封装的是双开关管M1，M2。由于制造控制IC的工艺与制造开关管的工艺各不相同，因此图2中两个芯片是从不同的工艺流程中制造出来的，通常这两种芯片也是由不同的芯片厂商提供。
图2：传统的电池保护方案。 近几年来，业界出现了将几个芯片封装在一起以提高集成度、缩小最后方案面积的趋势。锂电池保护市场也不例外。图3中的两种锂电池保护方案A及B看起来是将图2中的两个芯片集成于一个芯片中，但实际上其封装内部控制器IC及开关管芯片仍是分开的，来自不同的厂商，该方案仅仅是将二者合封在一起，俗称“二芯合一”。 图3：“二芯合一”的锂电池保护方案。 由于内部两个芯片实际仍来自于不同厂商，外形不能很好匹配，因此导致最终封装形状各异，很多情况下不能采用通用封装。这种封装体积比较大，又不能节省外围元件，所以这种“二芯合一”的方案实际上并省不了太多空间。在成本方面，虽然两个封装的成本缩减成一个封装的成本，但由于这个封装通常比较大，有的不是通用封装，有的为了缩小封装尺寸，需要用芯片叠加的封装形式，因此与传统的两个芯片的方案相比，其成本优势并不明显。图4是一种真正的将控制器芯片及开关管芯片集成在同一晶圆的单芯片方案。传统方案原理图1中的开关管是N型管，接在图1中的B-与P-之间，俗称负极保护。图4中的方案由于技术原因，开关管只能改为P型管，接在B+与P+之间，俗称正极保护。用此芯片完成保护板方案后，在检测保护板时用户需要更换测试设备及理念。此方案虽然减少了一定的封装成本，但芯
蓄电池充电方案的分析和探讨(优.选)
蓄电池充电方案的分析和探讨 引言 新的蓄电池投入使用后，必须定期地进行充电和放电。充电的目的是使蓄电池贮存电能及时地恢复容量，以满足用电设备的需要。放电的目的是及时地检验蓄电池容量参数，及促进电极活性物质的活化反应。蓄电池充电和放电状况的好坏，将直接影响到蓄电池的电性能及使用寿命。目前对蓄电池充电的方法很多，选择科学合理的充电方法将会大大提高蓄电池的维护效果。 1 蓄电池常用的充电方法 1)恒定电流充电法 在充电过程中充电电流始终保持不变，叫做恒定电流充电法，简称恒流充电法或等流充电法。在充电过程中由于蓄电池电压逐渐升高，充电电流逐渐下降，为保持充电电流不致因蓄电池端电压升高而减小，充电过程必须逐渐升高电源电压，以维持充电电流始终不变，这对于充电设备的自动化程度要求较高，一般简陋的充电设备是不能满足恒流充电要求的。恒流充电法，在蓄电池最大允许的充电电流情况下，充电电流越大，充电时间就可以缩短。若从时间上考虑，采用此法有利的。但在充电后期若充电电流仍不变，这时由于大部分电流用于电解水上，电解液出气泡过多而显沸腾状，这不仅消耗电能，而且容易使极板上活性物质大量脱落，温升过高，造成极板弯曲，容量迅速下降而提前报废。所以，这种充电方法很少采用。 2)恒定电压充电法 在充电过程中，充电电压始终保持不变，叫做恒定电压充电法，简称恒压充电法或等压充电法。由于恒压充电开始至后期，电源电压始终保持一定，所以在充电开始时充电电流相当大，大大超过正常充电电流值。但随着充电的进行，蓄电池端电压逐渐升高，充电电流逐渐减小。当蓄电池端电压和充电电压相等时，充电电流减至最小甚至为零。由此可见，采用恒压充电法的优点在于，可以避免充电后期充电电流过大而造成极板活性物质脱落和电能的损失。但其缺点是，在刚开始充电时，充电电流过大，电极活性物质体积变化收缩太快，影响活性物质的机械强度，致使其脱落。而在充电后期充电电流又过小，使极板深处的活性物质得不到充电反应，形成长期充电不足，影响蓄电池的使用寿命。所以这种充电方法一般只适用于无配电设备或充电设备较简陋的特殊场合，如汽车上蓄电池的充电，1号至5号干电池式的小蓄电池的充电均采用等压充电法。采用等压充电法给蓄电池充电时，所需电源电压：酸性蓄电池每个单体电池为2．4～2．8V 左右，碱性蓄电池每个单体电池为1．6～2．0V左右。 3)有固定电阻的恒定电压充电
锂电池充电保护方案计划
方案一：BP2971 电源管理芯片 特点 ·输入电压区间（Pack+）：Vss-0.3V～12V ·FET 驱动 CHG和DSG FET驱动输出 ·监测项 过充监测 过放监测 充电过流监测 放电过流监测 短路监测 ·零充电电压，当无电池插入 ·工作温度区间：Ta= -40～85℃ ·封装形式: 6引脚DSE（1.50mm 1.50mm 0.75mm） 应用 ·笔记本电脑 ·手机 ·便携式设备 绝对最大额定值 ·输入电源电压：-4.5V～7V
·最大工作放电电流：7A ·最大充电电流：4.5A ·过充保护电压（OVP）：4.275V ·过充压延迟：1.2s ·过充保护电压（释放值）：4.175V ·过放保护电压（UVP）：2.8V ·过放压延迟：150ms ·过放保护电压（释放值）：2.9V ·充电过流电压（OCC）：-70mV ·充电过流延迟：9ms ·放电过流电压（OCD）：100mV ·放电过流延迟：18ms ·负载短路电压：500mV ·负载短路监测延迟：250us ·负载短路电压（释放值）：1V 典型应用及原理图
图1：BP2971应用原理图 引脚功能 NC（引脚1）：无用引脚。 COUT（引脚2）：充电FET驱动。此引脚从高电平变为低电平，当过充电压被V-引脚所监测到 DOUT（引脚3）：放电FET驱动。此引脚从高电平变为低电平，当过放电压被V-引脚所监测到 VSS (引脚4)：负电池链接端。此引脚用于电池负极的接地参考电压 BAT（引脚5）：正电池连接端。将电池的正端连接到此管脚。并用0.1uF的输入电容接地。 V-（引脚6）：电压监测点。此引脚用于监测故障电压，例如过冲，过放，过流
锂电池保护IC
由于锂电池的体积密度、能量密度高，并有高达4.2V的单节电池电压，因此在手机、PDA 和数码相机等便携式电子产品中获得了广泛的应用。为了确保使用的安全性，锂电池在应用中必须有相应的电池管理电路来防止电池的过充电、过放电和过电流。锂电池保护IC超小的封装和很少的外部器件需求使它在单节锂电池保护电路的设计中被广泛采用。 然而，目前无论是正向（独立开发）还是反向（模仿开发）设计的国产锂电池保护IC由于技术、工艺的原因，实际参数通常都与标准参数有较大差别，在正向设计的IC中尤为突出，因此，测试锂电池保护IC的实际工作参数已经成为必要。目前市场上已经出现了专用的锂电池保护板测试仪，但价格普遍偏高，并且测试时必须先将IC焊接在电路板上。因此，本文中设计了一个简单的测试电路，借助普通的电子仪器就可以完成对锂电池保护IC的测试。 锂电池保护IC的工作原理 单节锂电池保护IC的应用电路很简单，只需外接2个电阻、2个电容和2个MOSFET，其典型应用电路如图1所示。 图1 锂电池保护IC的典型应用电路 锂电池保护IC测试电路设计
图2 锂电池保护IC测试电路 根据锂电池保护IC的工作原理设计的测试电路如图2所示，图3详细说明了图2中模块B的电路。模块A在测试过流保护时为CS引脚提供电压，模拟图1中的CS引脚所探测到的电压。调整模块中的可变电位器可为CS引脚提供可变电源，控制其中的跳变开关可为CS提供突变电压。模块B为电源，模拟为IC提供工作电压。调整电路中的可变电位器R7可为整个电路提供一个可变电压，在测试过充电保护电压和过放电保护电压时使用。控制模块中的开关S1的闭合为测试电路提供一个跳变电源，在测试IC的过充、过放和过流延迟时使用。跳线端口P1、P2在测试IC工作电流时使用，在测试其他参数时将开关S2导通即可。测试IC工作电流时，将电流表接在P1、P2上，将开关S2断开。模块C是用2个MOSFET 做成的微电流源，在测试OD、OC输出高、低电平时向该引脚吸、灌电流，只要MOSFET 选择恰当，可以满足测试需要。模块D是2片MOSFET集成芯片，相当于图1中的M1、M2，其中的两个端口在测试MOSFET漏电流时使用，在测试其他参数时要将这两个端口短接。模块E是一个IC插座，该插座用于放置待测IC，最多可以放置4片IC（测试时只能放一片IC），测试完以后可以将IC取出，不留任何痕迹，不影响IC的销售和再次测试。
电动叉车铅酸蓄电池充电控制策略
电动叉车铅酸蓄电池充电控制策略 摘要：环境的污染和能源的减少使得电动叉车的发展越来越迅速，而电动叉车 的动力源是电池，应用于电动叉车[1]的电池主要以铅酸蓄电池为主，由于铅酸蓄 电池的化学特性受各个因素的影响，因此对其所使用的充电电源会有更严格的要求。充电电源主要分为两部分：电路的硬件部分和充电控制策略[2]的软件部分。 硬件部分已经很成熟，而充电控制策略会直接影响蓄电池的使用寿命。本文主要 针对充电控制策略来研究的。 关键词：电动叉车蓄电池控制策略 一、铅酸蓄电池充放电的工作原理 1.1电池的内部构造 铅酸蓄电池是一般由几个基本部分构成：正极板、负极板、隔板、电解液、 电池槽盖、极柱。它是一种能量转化系统，主要在内部发生化学变化。 铅酸蓄电池的正极和负极由正负合金板栅、正负活性物质、正极管套及添加 剂等材料组成。正极活性物质是由PbO?组成，负极活性物质是由金属Pb组成； 电解液是密度为1.280~1.295g/H?SO?水溶液（20℃）；电池槽盖具有良好的耐酸性、耐温性和绝缘性，并具有良好的机械强度；极柱的作用是充放电时将电流导 入或导出电池。 1.2放电过程 蓄电池放电时是将化学能转化为电能，正极上PbO2生成 PbSO4 ，负极上Pb 生成 PbSO4。电解液中H2SO4浓度减少，电解液中H2O增加。其转变公式为： PbO2 +2H?SO?+Pb PbSO?+2H2O+PbSO? 1.3 充电过程 蓄电池充电时是将电能转化为化学能。正极上PbSO4生成PbO2，负极上PbSO4生成Pb。电解液中H2SO4浓度增加，电解液中H2O减少。其转变公式为： 2PbSO4+2H2O PbO2+Pb+2H2SO4 到了充电末期，为了使活性物质更好的反应，就要引起水的电解，正极放出 O2，负极放出H2，其公式为： 2H20 2H2 + O2 二、影响蓄电池的失效形式及原因 衡量蓄电池寿命的标准是以蓄电池充放电次数来衡量的，当蓄电池放电量达 到标称容量的80%以下时称之为寿命终止，充放电次数越多，表示电池的性能越好。不正确的充放电都会引起蓄电池的失效。失效形式主要是活性物质脱落和蓄 电池硫化。 2.1活性物质脱落 蓄电池正极板上的活性物质PbO2是金属氧化物，不具有韧性且是粉末状的，无法形成极板，只能借助栅板（网格状）使小颗粒吸附在网格上，从而形成正极板。如果活性物质受到外界因素的影响，则会损坏正极板，从而影响了蓄电池的 使用寿命。蓄电池活性物质脱落主要有以下原因： ①充电电流过大②过放电③过充电④补水不及时 2.2蓄电池硫化 对蓄电池不能及时充电、充电充不足、补水不及时以及长时间搁置不充电等 原因，使蓄电池极板的表面上会附着过量的PbSO?， PbSO?是难溶电解质阻碍了 电池内部的化学反应，长时间的累积使得正负极板上的部分硫酸铅在充电过程中
电动汽车蓄电池的充电方案
电动汽车蓄电池的充电方案 装备20 kWh蓄电池的电动汽车每行驶100 km耗电15 kWh的情况下，理论上每行驶133 km就要充一次电。若保险系数为25%的话，其最大行程只有100 km。 根据电动汽车蓄电池的不同电容量，不久的将来，市场上将会出现功率范围在3～50 kW的充电设备。基于充电速度的快慢，人们设想将充电功率提升至200kW。电动汽车的电压一般为300～700 V，而蓄电池也可以减轻电网系统的负担，改善电网供电重量。例如，利用合适的控制软件避开用电高峰时的充电，以便使电网负荷更加均衡。若停车场有很多车辆同时充电，电动汽车的蓄电池还可以用作“电网缓冲器”。必要时还可以把蓄电池中存储的电力回馈到电网中。在这种V2G(车辆到电网)的应用中，电网管理将会更加有效，可以更好地平衡用电高峰。 从电网方面来讲，目前给电动汽车充电的能源通常为230 V 16 A、3 kW的直流低压电和400 V 32 A/ 64 A、22 kW/ 44 kW的三相交流电。采用直流电充电可实现很高的充电功率。AC直流充电时，充电站中配备了把交流电转换为电动汽车所需直流电的转换装置。为提高充电性能而研发的充电设备避免了电动汽车只能在固定充电站充电的限制，使得转换成直流电的电动汽车动力能够经过充电电缆方便地把直流驱动动力传输到电动汽车的蓄电池中，而车辆只需配备充电保护和充电监控装置即可。 性能可靠的16 A家用充电设施的充电功率已经达到了大约3 kW的水
平。容量为30 kWh蓄电池的充电时间只需8 h，充满电后可连续行驶200km。这一最大行驶里程对于通常市内驾驶基本足够。若长途行驶，则应及时再次充电，可使用的充电设备包括家用充电设备和专用充电电缆等。电缆中有用于传送数据的导线，也有用于传送电力的导线和电缆识别的导线。根据充电时是否有通信需求，可以规定不同的充电工作方式。 在22/44 kW的柱式充电站中，电动汽车可在90/45 min内完成充电，但快速充电给蓄电池带来的负担较重，如蓄电池中的功率损耗增大、发热以及使用寿命缩短等。各个充电站都是按照IEC标准提出的不同要求进行建造的。这些要求都是根据充电站运用管理者的经营模式提出来的。这一基于有利于用户使用、有着很高的日常使用可靠性的解决方案还应在实践中接受检验。 另一种电动汽车电力能源补充的方法是更换蓄电池，即用已经充满电的蓄电池换下需要充电的整块蓄电池。Better Place公司提供的这一解决方案有着很短的蓄电池更换时间，可保持原有的燃油加油站，但这需要型号规格统一的标准化蓄电池，对车辆的个性化设计也有很大的限制。另外，原来的加油站也要投资购置蓄电池更换时所需的操作仪器和设备。而把电动汽车的充电和蓄电池更换两种方式结合在一起的电力补充方式，将是一种不错的电力能源补充模式：它既可满足每天行驶100km左右的市内行驶，也可满足长途行驶。 与使用电缆充电技术相比，感应充电技术的最大优点是有利于用户的使用。在充电时无需电缆，蓄电池无需接触即可完成充电。这就省略
电池充不进电的原因与解决办法
电池充不进电的原因与解决办法 市场上主要有两种充电电池分别是镍氢电池和锂离子电池，人们关注的电池充不进电的问题大多数是针对这两种类型的。同一类型和规格的电池又可以通过并联、串联和混联组成不同电芯数目的组合电池，作为一个普遍现象，人们希望了解电池及电池组充不进电的背后原因进而寻求解决之道。 1 电池充不进电的原因从大的方面来说，可以分为电池自身固有的内部原因和电池实施充电的外部原因。锂离子电池以其更优越的性能正在逐步占领镍氢电池的原有市场，所以，这里以锂电池充电为主进行说明，有区别的地方提到镍氢电池。2 3 电池充不进电的内因有： 1、电池零电压或者组合电池中有零电压电池。电池零电压要么本身就是不合格品，出厂时就没有达到相应的标称容量和电压值，要么属于寿终正寝，因长期使用，容量耗尽，电压降而为零。 考虑到锂电池经过长期搁置，如一年以上，也可能以自放电的形式把电量放尽从而使电压为零，现在的锂电池保护方案在设计上要求电池零电压时也能充进电。因而，对于电池零电压有两种区别：一种是能够充电继续使用的，另一种是以完全没有使用价值的；换句话说，前者容量损失是可逆的，而后者是不可逆的。充不进电的零电压电池如果不幸设计到锂电池组中，就可能通过保护芯片把零电压信号传导到电池组中，从而关断MOSFET，使电池组无法充电。 2、电池组连接错误。这种情况出现的可能性较小，因为充电电池或电池组出厂时
一般都要求全检，正规厂家的电池出现这种情况除非是某批电池出厂时没有全检，而恰恰连接错误的电池组就在未检之列。当然，对于非正规厂家出品或者个人组装则另当别论，出现连接错误并不能完全杜绝。相对来说，镍氢电池组全检率低些，这种错误的概率可能会大一点。 3、内部电子元件、保护电路出现异常。这种情况大抵是电池用久后出现的，电子元件的老化、脱落均会导致电池充电出现异常，尤其是集成到保护电路的电子元件出现上述情况后会直接影响到电路的保护功能的发挥，从而不能正确指导充电过程。 4 充电行为中导致充不进电的外部原因有： 1、充电器与电池不配套，特别是不配套的充电器与锂电池充电电流设计的差异会导致充电时瞬间电流过大，锂电池实施过流保护中止充电。解决这种不配套特别是注意不要把镍氢充电器与锂电充电器混用，有些万能充电器也尽量不要“万能”使用。 2、充电设备故障，无输出电压。出现这种情况，只需要把电池放到另一个同型号的充电器上充电即可。 3、不适宜的充电环境，充电器和充电电池都有自己的环境，越过了两者中任何一个限定条件，不论是高温还是低温都会令充电无法进行。 解决电池充不进电问题无外乎诊断和治疗。诊断的秩序是先外因后内因，因为充电方法出现的问题只要改正就行了，而内因则需要专业的电池知识和电池检测设备才能得出正确结论，在自己不能解决的情况下，可以拿到专业的维修网点进行维护。 注意事项 解决电池充不进电问题无外乎诊断和治疗。诊断的秩序是先外因后内因，因为充
锂电池保护电路
锂电池保护电路 锂电池过充电,过放电,过流及短路保护电路 下图为一个典型的锂离子电池保护电路原理图。该保护回路由两个 MOSFET(V1、V2)和一个控制IC(N1)外加一些阻容元件构成。控制IC负责监测电池电压与回路电流，并控制两个MOSFET的栅极，MOSFET在电路中起开关作用，分别控制着充电回路与放电回路的导通与关断，C3为延时电容，该电路具有过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护功能. 锂电池保护工作原理: 1、正常状态 在正常状态下电路中N1的“CO”与“DO”脚都输出高电压，两个MOSFET都处于导通状态，电池可以自由地进行充电和放电，由于MOSFET的导通阻抗很小，通常小于30毫欧，因此其导通电阻对电路的性能影响很小。 此状态下保护电路的消耗电流为μA级，通常小于7μA。 2、过充电保护 锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压，在充电初期，为恒流充电，随着充电过程，电压会上升到4.2V(根据正极材料不同，有的电池要求恒压值为4.1V)，转为恒压充电，直至电流越来越小。
电池在被充电过程中，如果充电器电路失去控制，会使电池电压超过4.2V后继续恒流充电，此时电池电压仍会继续上升，当电池电压被充电至超过4.3V时，电池的化学副反应将加剧，会导致电池损坏或出现安全问题。 在带有保护电路的电池中，当控制IC检测到电池电压达到4.28V(该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值)时，其“CO”脚将由高电压转变为零电压，使V2由导通转为关断，从而切断了充电回路，使充电器无法再对电池进行充电，起到过充电保护作用。而此时由于V2自带的体二极管VD2的存在，电池可以通过该二极管对外部负载进行放电。 在控制IC检测到电池电压超过4.28V至发出关断V2信号之间，还有一段延时时间，该延时时间的长短由C3决定，通常设为1秒左右，以避免因干扰而造成误判断。 3、过放电保护 电池在对外部负载放电过程中，其电压会随着放电过程逐渐降低，当电池电压降至2.5V时，其容量已被完全放光，此时如果让电池继续对负载放电，将造成电池的永久性损坏。 在电池放电过程中，当控制IC检测到电池电压低于2.3V(该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值)时，其“DO”脚将由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使电池无法再对负载进行放电，起到过放电保护作用。而此时由于V1自带的体二极管VD1的存在，充电器可以通过该二极管对电池进行充电。 由于在过放电保护状态下电池电压不能再降低，因此要求保护电路的消耗电流极小，此时控制IC会进入低功耗状态，整个保护电路耗电会小于0.1μA。
锂电池安全测试项目方案
锂电池安全测试项目分析及解决方案 截止今天，锂离子电池的应用已经取得了巨大的成功，特别是其广泛应用在了在移动电子产品。但不能忽视的是，自从锂离子电池大规模商业化推广以来，与其相关的安全事故就几乎没有停止过。锂离子电池的安全性已经成为制约其进一步发展的关键因素。鉴于电池材料体系、制造过程一致性等原因，对锂离子电池进行安全性检测将非常的重要。 目前针对锂离子电池的安全检测标准在不断的更新中，但其基本安全检测模式已经成型，各种常见的检测项目也已被广泛接纳和采用。在安全检测项目中，每个检测项目都模拟了一种用户在使用过程中可能会发生的误（滥）用情况。如过充电测试模拟的是保护电路板失效的情况。由于模拟的情况不同，锂离子电池各个安全测试项目的难度显然是不同的。根据摩尔实验室（MORLAB）的以往检测经验，过充电、150℃热冲击、针刺、挤压、高温短路、重物冲击等是经常发生失效（Fail）的项目。 由于内容设计面较多，因此我们将分期介绍并分析各种锂电池测试项目的相关程序、标准要求、失效原因以及对应的解决方案。本期我们主要讲一下锂电池的热冲击测试项目。热冲击： 以CTIA 关于符合IEEE1725标准的认证程序为例，其中与热冲击有关的条款： Section 4.2： Test Procedure: 5 cells at 80% +/- 5%SOC to be placed in oven at ambient temperature. The oven temperature shall be ramped at 5 ± 2°C per minute to 150 ± 2°C. After 10 minutes at 150 ±2°C, the test is complete. Compliance: No fire, smoke, explosion or breaching of the cell is allowed within t he first 10 minutes. Venting is permitted. Section 4.50： Test Procedure: 5 fully charged cells (per cell manufacture's specifications) shall be suspended (no heat transfer allowed to non-integral cell components) in a gravity convection or circulating air oven at ambient temperature. The oven temperature shall be ramped at 5 ± 2°C per minute to 130 ± 2°C. After 1 hour at 130 ± 2°C, the test is ended. Compliance: Cells shall not flame or explode when exposed to 130°C for 1h.
锂电池保护电路原理分析
锂离子电池保护电路原理分析 随着科技进步与社会发展，象手机、笔记本电脑、MP3播放器、PDA、掌上游戏机、数码摄像机等便携式设备已越来越普及，这类产品中有许多是采用锂离子电池供电，而由于锂离子电池的特性与其它可充电电池不同，内部通常都带有一块电路板，不少人对该电路的作用不了解，本文将对锂离子电池的特点及其保护电路工作原理进行阐述。 锂电池分为一次电池和二次电池两类，目前在部分耗电量较低的便携式电子产品中主要使用不可充电的一次锂电池，而在笔记本电脑、手机、PDA、数码相机等耗电量较大的电子产品中则使用可充电的二次电池，即锂离子电池。 与镍镉和镍氢电池相比，锂离子电池具备以下几个优点： 1.电压高，单节锂离子电池的电压可达到3.6V，远高于镍镉和镍氢电池的1.2V 电压。 2.容量密度大，其容量密度是镍氢电池或镍镉电池的1.5-2.5 倍。 3.荷电保持能力强（即自放电小），在放置很长时间后其容量损失也很小。 4.寿命长，正常使用其循环寿命可达到500 次以上。 5.没有记忆效应，在充电前不必将剩余电量放空，使用方便。 由于锂离子电池的化学特性，在正常使用过程中，其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应，但在某些条件下，如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应,该副反应加剧后，会严重影响电池的性能与使用寿命，并可能产生大量气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题，因此所有的锂离子电池都需要一个保护电路，用于对电池的充、放电状态进行有效监测，并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害。 下页中的电路图为一个典型的锂离子电池保护电路原理图。 如图中所示，该保护回路由两个MOSFET（V1、V2）和一个控制IC（N1）外加一些
智能锂电池充电管理方案
智能锂电池充电管理方案(1) 2012-07-30 21:59:37 来源:21ic 关键字：智能锂电池充电管理 1 引言 锂离子电池是上世纪九十年代发展起来的一种新型二次电池。由于锂离子电池具有能量密度高和循环寿命长等一系列的优点，因此很快在便携式电子设备中获得广泛应用，也获得了锂电池生产商的青睐。 锂离子电池主要由正极活性材料，易燃有机电解液和碳负极等构成。因此，锂离子电池的安全性主要是由这些组件间的化学反应引起。 在使用中，根据锂电池的结构特性，最高充电终止电压应低于4.2 V，绝对不能过充，否则会因正极锂离子拿走太多，产生危险。其充放电要求较高，一般应采用专门的恒流、恒压充电器进行充电。通常恒流充电至设定值后转入恒压充电，当恒压充电至0.1 A 以下时，应停止充电。 锂电池的放电由于内部结构所致，放电时锂离子不能全部移向正极，必须保留一部分锂离子在负极，以保证下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则，电池寿命会缩短，因此在放电时需要严格控制放电终止电压。 因此，设计一套高精度锂离子充电管理系统对于锂离子电池应用是至关重要的。本文介绍的智能化锂电池充电系统是专门为锂电池设计的高端技术解决方案。该系统适用于锂离子/镍氢/铅酸蓄电池单体及整组进行实时监控、电池均衡、充放电电压、温度监测等，采用了电压均衡控制、超温保护等智能化技术，是功能强大、技术指标完善的动力电池充电管理系统。 2 系统构成与设计 充电系统主要由n 个(可扩充)充电模块和上位PC 机监控软件组成。支持充电过程编程，可按恒流充电、恒压充电等多种工况进行相应组合设置工作步骤，除了具有硬件过压过流保护，还允许用户定义每个通道的过电压、过电流等参数值，具备数据采集、存储、通讯及分析功能，具有掉电保护功能，不丢失数据。另外还配置锂电池管理系统，它主要由充电机、主控单元、数采单元和人机界面组成，硬件组成框图如图1 所示。
智慧充电桩方案
智能充电桩实施方案 1.产品介绍 电瓶车智能充电桩是结合物联网、互联网、大数据平台等，实现全程实时电表级精 度的监控充电终端电流、电压、功率配电设备、温度、火灾自动报警、设备异常等各种 状态信息。对接消防、公安、政府数据平台，实现数据联动。用户、社区、城市充电数据构成完整的自动化及管理系统，为政府提供价值性的数据。智能充电移动端：包括 微信公众号，用户端APP 和运维管理 APP。 运营商和用户可在微信端快速方便查看电瓶车充电情况，发生异常时也会及时推送 异常信息。 2.系统功能 灭弧式充电短路保护功能 电动自行车经长期风吹日晒，线路容易老化破损，容易引发短路，丁丁充电站特有的短路保护功 能，可以避免短路点产生危险性电弧火花，从源头上杜绝短路火灾发生的可能性。
充电线路接触不良监测功能 电动自行车长期颠簸后内部线缆接头容易松动，容易引发接触不良打弧故障，丁丁充电站具有接 触不良打火监测功能，在监测到接触不良故障后，能及时发出报警信号。 充满自动断电功能 传统的充电站，如果投币购买了 4 个小时的充电服务，实际上如果 2 个小时电池就充满了的话，那么后 2 个小时内还是会持续充电的，导致“过充现象”，易发生电气火灾，而丁丁充电站通过实时检测充电电流值，可以实现充满电后，自动断电。 自动识别充电物品 丁丁充电站会对每个充电口进行实时监测，发现充电电流大小及特征与电动自行车充电电流不匹配时，会切断电源，不予充电。防止大功率等非电动自行车用电设备接入。 充电电瓶异常断电功能 丁丁充电站能实时采集充电电流数值并与云端存储的正常的电动自行车电瓶的充电电流波形进 行实时比对，当发现充电电流异常时，能发出提示，提醒用户对电瓶进行检修。 APP 物业监管及 24 小时服务中心监管功能 丁丁充电站实时监测每个充电回路的电流、温度等参数，在发生短路、接触不良、过载、充电异 常、超温等电气安全故障时，可以将报警信息实时传输到我们的手机 APP和 WEB 端，并且我们还设立了 7x24 小时监控服务中心，如果出现了紧急故障或电气安全报警，我们会在第一时间通 知物业管理人员，让他们及时排查检修。 更人性化的收费模式 用户可通过扫描二维码的方式进行查询、充值并接收提示消息，支持手机微信、支付宝等主流第 三方支付软件的线上支付功能，合理收费，满足不同人群的支付需求 3.产品参数 项目参数/指标
正确选择锂电池充电系统
正确选择锂电池充电系统 正确选择锂电池充电系统 中心议题：决定锂离子充电系统注意事项电池锂离子电池">锂离子电池充电终止方法锂 离子充电应用实例 解决方案：锂离子充电线性解决方案锂离子充电周期波形分析开关式充电解决方案 在有些应用中，较长的电池寿命电池寿命、较多的充电次数或较安全的电池比电池容量更重要。本文介绍几种可以极大延长电池寿命的锂离子电池充电和放电方法。几乎所有高性能便携式产品都会使用包括锂离子聚合物电池在内的可再充电锂离子电池，这是因为与其他可再充电电池相比，锂离子电池有较高的能量密度、较高的电池电压、自放电少、周期寿命非常长，而且环保，且充电和维护简单。另外，由于其具有相对高的电压 （2.9V至4.2V），因此很多便携式产品都能用单节电池工作，从而简化了产品总体设计。C速率等于特定条件下的充电或放电电流，定义如下：I=M×Cn其中：I=充电或放电电流，单位为A；M=C的倍数或分数；C=额定容量的数值，单位为Ah；N=小时数（对应于C）。以1倍C速率放电的电池将在一个小时内释放标称的额定容量。例如，如果标称容量是1000mAhr,那么1C的放电速率对应于1000mA的放电电流，C/10的速率对应100mA的放电电流。通常生产商标定的电池容量都是指n=5时，即5小时放电的容量。例如，上述电池在200mA恒流放电时能够提供5小时的工作时间。理论上该电池在1000mA恒流放电时能够提供1小时的工作时间。然而实际上由于大电池放电时效能降低，此时的工作时间将小于1小时。 给锂离子电池充电的推荐方法是，向电池提供一个±1%限压的恒定电流，直到电池充满电，然后停止充电。用来决定电池何时充满电的方法包括：给总的充电时间定时、监视充电电流或兼用这两种方法。第一种方法采用限压恒定电流，变化范围从C/2到1C,持续2.5至3小时，使电池达到100%充电。也可以使用较低的充电电流，但是 将需要更长时间。第二种方法与第一种方法类似，只是需要监视充电电流。随着电池的充电，电压上升，这与采用第一种方法时完全相同。电池电压达到编程限压值（也称为 浮动电压）时，充电电流开始下降。电流一开始下降时，电池约充电至容量的50%至60%.浮动电压继续提供，直到充电电流降至足够低的水平（C/10至C/20），这时电池
智能手机锂电池充电管理—一种集成化的解决方案
智能手机锂电池充电管理—一种集成化的解决方案 手机的锂离子电池充电安全性日益受到消费者重视，因此智能手机 制造商在设计产品时，须掌握锂离子电池的相关规格和特性，并使用具备完善 电池检测及保护功能的充电芯片，以降低过电流、过电压或过温等状况所造成 的危险。 一般来说，锂离子电池会有电性安全的范围限制。由于锂离子电池的特性，当电池电压在充电时上升到最高设定电压后，要立即停止充电，避免电池 因过充电造成电池损毁而产生危险;电池供电(放电)时，电池电压如果降至最低 设定电压以下便要停止放电，避免因过放电而降低使用寿命。此外，为确保电 池使用上的安全，锂离子电池还必须要加装短路保护，以避免发生危险。 本文以帝奥微电子一款开关充电芯片DIO5425为例，详细探讨关于智能手机充电管理的系统级设计。DIO5425部署于手机电源输入接口：USB/DC Source 之后，通过开关转换可以将输入电流同时用于手机系统供电和电池充电。DIO5425具有优秀的充电管理功能和锂电池保护功能，支持USB2.0和USB3.0协议。DIO5425具有智能电源路径管理功能。 Figure.1 DIO5425参考设计电路 锂离子电池充电管理芯片必须具备以下几点特性： 可提供固定电流给充电电池 当电池电压到达最大值且不再上升时，其充电电流便会开始下降，如此可避免对电池过度充电，造成电池损伤;当充电电流降至一定程度时，充电器将停止充电。 确保电池具备可使用电压 电池在充电完成后，若长时间放置不 使用会有自然放电的情形出现，为避免电池过度自放电导致电池电压下降，当 电池电压低于所设定电压时，充电器会重新开始对电池充电，确保电池在使用
电池保护电路工作原理
电池保护电路工作原理 随着科技进步与社会发展，象手机、笔记本电脑、MP3播放器、PDA、掌上游戏机、数码摄像机等便携式设备已越来越普及，这类产品中有许多是采用锂离子电池供电，而由于锂离子电池的特性与其它可充电电池不同，内部通常都带有一块电路板，不少人对该电路的作用不了解，本文将对锂离子电池的特点及其保护电路工作原理进行阐述。 锂电池分为一次电池和二次电池两类，目前在部分耗电量较低的便携式电子产品中主要使用不可充电的一次锂电池，而在笔记本电脑、手机、PDA、数码相机等耗电量较大的电子产品中则使用可充电的二次电池，即锂离子电池。与镍镉和镍氢电池相比，锂离子电池具备以下几个优点： 1.电压高，单节锂离子电池的电压可达到3.6V，远高于镍镉和镍氢电池的1.2V 电压。 2.容量密度大，其容量密度是镍氢电池或镍镉电池的1.5-2.5 倍。 3.荷电保持能力强（即自放电小），在放置很长时间后其容量损失也很小。 4.寿命长，正常使用其循环寿命可达到500 次以上。 5.没有记忆效应，在充电前不必将剩余电量放空，使用方便。 由于锂离子电池的化学特性，在正常使用过程中，其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应，但在某些条件下，如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应,该副反应加剧后，会严重影响电池的性能与使用寿命，并可能产生大量气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题，因此所有的锂离子电池都需要一个保护电路，用于对电池的充、放电状态进行有效监测，并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害。 下页中的电路图为一个典型的锂离子电池保护电路原理图。 如图中所示，该保护回路由两个MOSFET（V1、V2）和一个控制IC（N1）外加一些阻容元件构成。控制IC负责监测电池电压与回路电流，并控制两个MOSFET的栅极，MOSFET在电路中起开关作用，分别控制着充电回路与放电回路的导通与关断，C3为延时电容，该电路具有过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护功能，其工作原理分析如下： 1、正常状态
电动叉车铅酸蓄电池充电控制策略 许利利
电动叉车铅酸蓄电池充电控制策略许利利 摘要：环境的污染和能源的减少使得电动叉车的发展越来越迅速，而电动叉车 的动力源是电池，应用于电动叉车[1]的电池主要以铅酸蓄电池为主，由于铅酸蓄 电池的化学特性受各个因素的影响，因此对其所使用的充电电源会有更严格的要求。充电电源主要分为两部分：电路的硬件部分和充电控制策略[2]的软件部分。 硬件部分已经很成熟，而充电控制策略会直接影响蓄电池的使用寿命。本文主要 针对充电控制策略来研究的。 关键词：电动叉车蓄电池控制策略 一、铅酸蓄电池充放电的工作原理 1.1电池的内部构造 铅酸蓄电池是一般由几个基本部分构成：正极板、负极板、隔板、电解液、 电池槽盖、极柱。它是一种能量转化系统，主要在内部发生化学变化。 铅酸蓄电池的正极和负极由正负合金板栅、正负活性物质、正极管套及添加 剂等材料组成。正极活性物质是由PbO?组成，负极活性物质是由金属Pb组成； 电解液是密度为1.280~1.295g/H?SO?水溶液（20℃）；电池槽盖具有良好的耐酸性、耐温性和绝缘性，并具有良好的机械强度；极柱的作用是充放电时将电流导 入或导出电池。 1.2放电过程 蓄电池放电时是将化学能转化为电能，正极上PbO2生成 PbSO4 ，负极上Pb 生成 PbSO4。电解液中H2SO4浓度减少，电解液中H2O增加。其转变公式为： PbO2 +2H?SO?+Pb PbSO?+2H2O+PbSO? 1.3 充电过程 蓄电池充电时是将电能转化为化学能。正极上PbSO4生成PbO2，负极上PbSO4生成Pb。电解液中H2SO4浓度增加，电解液中H2O减少。其转变公式为： 2PbSO4+2H2O PbO2+Pb+2H2SO4 到了充电末期，为了使活性物质更好的反应，就要引起水的电解，正极放出 O2，负极放出H2，其公式为： 2H20 2H2 + O2 二、影响蓄电池的失效形式及原因 衡量蓄电池寿命的标准是以蓄电池充放电次数来衡量的，当蓄电池放电量达 到标称容量的80%以下时称之为寿命终止，充放电次数越多，表示电池的性能越好。不正确的充放电都会引起蓄电池的失效。失效形式主要是活性物质脱落和蓄 电池硫化。 2.1活性物质脱落 蓄电池正极板上的活性物质PbO2是金属氧化物，不具有韧性且是粉末状的，无法形成极板，只能借助栅板（网格状）使小颗粒吸附在网格上，从而形成正极板。如果活性物质受到外界因素的影响，则会损坏正极板，从而影响了蓄电池的 使用寿命。蓄电池活性物质脱落主要有以下原因： ①充电电流过大②过放电③过充电④补水不及时 2.2蓄电池硫化 对蓄电池不能及时充电、充电充不足、补水不及时以及长时间搁置不充电等 原因，使蓄电池极板的表面上会附着过量的PbSO?， PbSO?是难溶电解质阻碍了 电池内部的化学反应，长时间的累积使得正负极板上的部分硫酸铅在充电过程中