电池充电及保护电路
锂电池串并联保护电路
锂电池串并联保护电路锂电池串并联保护电路是用于保护锂电池充放电过程中的安全性和稳定性的重要电路。
由于锂电池具有高能量密度和较高的工作电压，一旦发生过充、过放、过流等异常情况，可能会引发电池的短路、发热、爆炸等严重后果。
因此，必须采取一系列保护措施来确保锂电池的正常运行和使用安全。
在锂电池串联保护电路中，主要包括过充保护、过放保护和均衡保护三个方面。
过充保护是指当电池电压超过一定阈值时，及时切断充电电流，防止电池过充，从而避免电池损坏。
过放保护是指当电池电压降低到一定阈值时，及时切断放电电流，防止电池过放，从而延长电池的使用寿命。
均衡保护是指在充电和放电过程中，对于串联的锂电池单体进行电压均衡，避免电池之间的电压差异过大，从而提高整个电池组的工作效率和寿命。
在锂电池串联保护电路中，常用的保护元件包括保护IC、保险丝和电压检测电路等。
保护IC是保护电路的核心部件，它能够实时监测电池的电压、电流和温度等参数，当电池出现异常情况时，保护IC 会发出控制信号，切断电池与外部电路的连接，以达到保护电池的目的。
保险丝则用于限制电流，当电流超过额定值时，保险丝会熔断，切断电路，防止电池过流。
电压检测电路用于实时监测电池单体的电压，当某个电池单体的电压过高或过低时，电压检测电路会发出信号，通知保护IC进行相应的保护措施。
锂电池串并联保护电路的设计要考虑到电池组的容量、工作电压、充放电特性等因素。
一般来说，串联保护电路主要用于大容量电池组，如电动汽车、储能系统等，而并联保护电路主要用于小容量电池组，如移动电源、笔记本电脑等。
串联保护电路需要能够实时监测每个电池单体的电压和温度等参数，以及对每个电池单体进行均衡充放电，保证各个电池单体的工作状态一致。
并联保护电路则需要能够平衡电池组中各个电池单体的电荷状态，避免电池单体之间的电压差异过大。
在实际应用中，为了增加保护电路的可靠性和安全性，还可以采用多层保护的设计。
例如，在锂电池串联保护电路中，可以设置两级过充保护和过放保护，以确保电池的安全性。
锂电池及其保护电路和充电器
所以 ， 悉尼 大学 电子 实验 室的技术解 决 了在 串联
充 电模 式 中的每 个单格 的平 衡 问题 ， 也就是 说 ， 没有
上述 两种 电路 目前 只适 用于 小容量 （ 电流 工作 ） 小 电
翘脚现 象 ， 证每 个单格都 能充足 电。这样就 大大延 保
长 了整体 电池 的使用寿命 ， 论从环境保 护和 资源 利 无 用和 建设节 约性社 会 方面都 是有益的。可是 由于该 技
池 组 ， 笔记本 电脑 ， 如 摄录 像机 … ．等。而 能用于 电 ．
动 自行车的动力 电池组 ， 容量在 ８ １ Ａ ～ ｈ的 Ｉ ６ Ｃ保护器 则 需要有 能力 的、有 眼光 的整车 厂、 电池 ｊ ￣ －； Ｉ ｎ Ｃ芯 片厂联手 来开 发研 制。因 为已有 了诸如 ＭＡ １ ９ Ｘ ８ ４类
左 右 ， 上跌 到一 次充 电 ２ ｋ 甚 至 １ｋ 的水平 。 马 ０ｍ ４ｍ ： ）
路关 闭状态时应小于 ２ｕ Ａ。 ６ 电路简单。外部 元件 少 ， 以设计在 电池内。 、 可 另一种 Ｉ Ｃ电路 ＭＡ １ ９ Ｘ ４保 护器 ， ８ 它设计 用于 ４ 节单体锂 电池构成 的锂离子 电池组 ， 它可 以监 控 串联
经我们检 测分析 ，０个单体 电池中有 １ ２个 已经 衰变 ， ３ ～
维普资讯
Ｃ Ｈｌ Ａ ＣＶＣ Ｌ Ｂｌ
电池 组中每一个 单体 电池 的电压 ， 免过充 电及过放 避
电 ， 能 防止 充 、 电时 电流 过 大 或 短 路 。 笔者 所 知 ， 也 放 据
会损坏 电池或使之报废 ， 甚至发生燃爆 。而 电动 自行车 使用之锂 电池组 ， 因为是 串联充 电 ， 更 串联放 电 ， 了 除
Ｊ
3.7v锂电池充放电保护电路
3.7v锂电池充放电保护电路摘要：1.引言2.3.7v 锂电池简介3.充放电保护电路的作用4.电路设计原理5.电路元件介绍6.电路制作与调试7.总结正文：【引言】随着科技的发展，锂电池已广泛应用于各种电子设备中。
其中，3.7v 锂电池因其较高的电压和较轻的重量，被大量应用于便携式电子产品。
为了确保锂电池的安全稳定工作，充放电保护电路的设计至关重要。
本文将详细介绍3.7v 锂电池充放电保护电路的相关知识。
【3.7v 锂电池简介】3.7v 锂电池是一种锂离子电池，其标称电压为3.7v。
相较于传统的镍氢电池和镍镉电池，3.7v 锂电池具有更高的能量密度，更轻的重量和更长的寿命。
这使得3.7v 锂电池成为许多电子设备的首选电源。
【充放电保护电路的作用】充放电保护电路主要负责对3.7v 锂电池进行充放电控制，以防止过充、过放、过流和短路等异常情况，确保锂电池的安全稳定工作。
同时，保护电路还能对电池的充电状态进行监测，提供电池状态信息。
【电路设计原理】3.7v 锂电池充放电保护电路通常由四部分组成：充电控制器、放电控制器、电池状态监测器和保护元件。
充电控制器负责控制充电过程，使电池在合适的电压下进行充电；放电控制器负责控制放电过程，保证电池在安全的范围内放电；电池状态监测器负责实时监测电池的充电状态，提供电池状态信息；保护元件包括保险丝、二极管等，用于在电路出现异常时切断电流，保护电路和电池。
【电路元件介绍】充电控制器和放电控制器通常采用专用集成电路，如Ti 的BQ24075、BQ24100 等。
电池状态监测器可以使用电压传感器或电流传感器，如ADI 的AD8209、AD8210 等。
保护元件可以选择合适的保险丝和二极管，如Littelfuse 的3.7v 系列保险丝和1N4148 二极管等。
【电路制作与调试】设计好电路图后，按照电路图选择合适的元件进行焊接。
焊接完成后，对电路进行调试，确保充电、放电保护功能正常。
锂电池过充电-过放-短路保护电路
锂电池过充电-过放-短路保护电路
该电路主要由锂电池保护专用集成电路ＤＷ０１，充、放电控制ＭＯＳＦＥＴ１（内含两只Ｎ沟道ＭＯＳＦＥＴ）等部分组成，单体锂电池接在Ｂ＋和Ｂ－之间，电池组从Ｐ＋和Ｐ－输出电压。
充电时，充电器输出电压接在Ｐ＋和Ｐ－
之间，电流从Ｐ＋到单体电池的Ｂ＋和Ｂ－，再经过充电控制ＭＯＳＦＥＴ到Ｐ－。
在充电过程中，当单体电池的电压超过４．３５Ｖ时，专用集成电路ＤＷ０
１的ＯＣ脚输出信号使充电控制ＭＯＳＦＥＴ关断，锂电池立即停止充电，从而防止锂电池因过充电而损坏。
放电过程中，当单体电池的电压降到２．３０Ｖ时，ＤＷ０１的ＯＤ脚输出信号使放电控制ＭＯＳＦＥＴ关断，锂电池立即停止放电，从而防止锂电池因过放电而损坏，ＤＷ０１的ＣＳ脚为电流检测脚，输出短路时，充放电控制ＭＯＳＦＥＴ的导通压降剧增，ＣＳ脚电压迅速升高，ＤＷ０１输出信号使充放电控制ＭＯＳＦＥＴ迅速关断，从而实现过电流或短路保护。
二次锂电池的优势是什么?
1. 高的能量密度
2. 高的工作电压
3. 无记忆效应
4. 循环寿命长
5. 无污染
6. 重量轻
7. 自放电小。
锂电池保护电路工作原理
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。
在控制IC检测到电池电压低于2.3V至发出关断V1信号之间，也有一段延时时间，该延时时间的长短由C3决定，通常设为100毫秒左右，以避免因干扰而造成误判断。
以上详细阐述了单节锂离子电池保护电路的工作原理，多节串联锂离子电池的保护原理与之类似，在此不再赘述，上面电路中所用的控制IC为日本理光公司的R5421系列，在实际的电池保护电路中，还有许多其它类型的控制IC，如日本精工的S-8241系列、日本MITSUMI的MM3061系列、台湾富晶的FS312和FS313系列、台湾类比科技的AAT8632系列等等，其工作原理大同小异，只是在具体参数上有所差别，有些控制IC为了节省外围电路，将滤波电容和延时电容做到了芯片内部，其外围电路可以很少，如日本精工的S-8241系列。 除了控制IC外，电路中还有一个重要元件，就是MOSFET，它在电路中起着开关的作用，由于它直接串接在电池与外部负载之间，因此它的导通阻抗对电池的性能有影响，当选用的MOSFET较好时，其导通阻抗很小，电池包的内阻就小，带载能力也强，在放电时其消耗的电能也少。
随着科技的发展，便携式设备的体积越做越小，而随着这种趋势，对锂离子电池的保护电路体积的要求也越来越小，在这两年已出现了将控制IC和MOSFET整合成一颗保护IC的产品，如DIALOG公司的DA7112系列，有的厂家甚至将整个保护电路封装成一颗小尺寸的IC，如MITSUMI公司的产品。
锂电池组充放电安全保护电路设计
锂电池组充放电安全保护电路设计摘要：随着手持设备越来越多的被使用，电子产品业越来越多地进入到人们的生活之中，而锂离子电池技术是大多数便携式设备的重点研究对象。
在锂离子电池应用领域，锂电池安全其中的重点。
只有切实关注锂电子组的充放电技术，如锂离子电池的充电和保护的发展等，才能够提高人们在使用过程中的安全性。
本文通过对微控制器采用强逻辑，同时对多个锂离子电池进行恒流负载监测，对锂离子电池性能和锂离子电池的状态进行监测充电和浪涌保护，希望对促进锂电子电池的性能做出积极贡献，关键词：锂离子；充放电安全；保护电路引言锂离子电池兴始于1958年，在70年代初到80年代，锂离子电池得到了相当多的研究和开发。
随着科技和社会的发展进步，以及手机、笔记本电脑、播放器便携式设备、手持计算机、游戏机、数码相机等的出现和发展，对于电池的需求与日俱增。
首先在市场上推广的是镍镉电池、碱性锰锂离子，然后是衰减锂离子电池、锂离子电池和锂聚合物电池，而便携式设备锂电池是应用最广泛的电池，其体积小、性能高、重量轻、无污染、记忆效果好，绿色环保、较长使用寿命等优点，为人们所青睐。
1.锂离子电池的性能近年来，便携式电子产品的快速发展，推动了电池技术的现代化。
锂电子电池具有高能量密度、高耐久性、高电池电压、高循环、低自放电等特点，锂离子作为电池，迅速成为主流。
据统计，笔记本电脑和手机、锂离子电池市场占有率分别为80%和60%。
日本经济研究所预测，镍铬电池和镍氢电池在传统市场上的占有率正在被锂电子电池以每年1%的速度所占有。
虽然锂离子电池的上述优点具有良好的应用前景，但是必须保证锂电子电池在充放电过程中具有极高的保护水平，在放电时应避免出现漏电现象。
放电量应保证不太大，在正常情况下，放电不应超过规定的要求。
锂电池在充电和放电循环中，锂离子电池的电池和电压之间的充电温度是否稳定关系着其安全性能。
如果超过了电池电压或制造商的支持范围的温度，就有可能引发安全问题。
简单的3.7v锂电池充电保护电路
1. 介绍3.7v锂电池充电保护电路的作用和重要性2. 分析3.7v锂电池充电保护电路的工作原理和组成部分3. 详细解释3.7v锂电池充电保护电路的设计要点和注意事项4. 探讨3.7v锂电池充电保护电路的改进和未来发展方向在现代电子设备中，3.7v锂电池是一种非常常见的电池类型。
然而，由于锂电池特性的限制，需要使用特定的电路来进行充电保护，以确保电池的安全和稳定性。
本文将介绍简单的3.7v锂电池充电保护电路，包括其作用、工作原理、设计要点和未来发展方向。
1. 介绍3.7v锂电池充电保护电路的作用和重要性3.7v锂电池充电保护电路是用来监控和控制锂电池充电过程的电路。
它的作用在于保护锂电池免受过充和过放的损害，并确保充电电流和电压在安全范围内。
这对于延长锂电池的使用寿命、提高其安全性和稳定性至关重要。
2. 分析3.7v锂电池充电保护电路的工作原理和组成部分3.7v锂电池充电保护电路主要由充电管理芯片、电池管理芯片和保护电路三个部分组成。
充电管理芯片负责控制充电电压和电流，以及监测电池的充电状态。
电池管理芯片则负责监测电池的电压、温度和状态，以及控制放电和充电过程。
保护电路主要由过压保护、欠压保护和温度保护三部分组成，可以在电池出现异常情况时及时切断充电或放电电路，保护电池和电路的安全。
3. 详细解释3.7v锂电池充电保护电路的设计要点和注意事项设计3.7v锂电池充电保护电路的关键要点包括合理选择充电管理芯片和电池管理芯片、确定合适的过压保护和欠压保护参数、合理布局电路以确保信号传输的稳定性和可靠性。
还需要注意电路的功耗、成本和体积，以及与其他电路的兼容性和可集成性。
在设计过程中还需要充分考虑到电池的特性和使用环境，尽量减小设计误差和风险。
4. 探讨3.7v锂电池充电保护电路的改进和未来发展方向为了提高3.7v锂电池充电保护电路的性能和可靠性，可以从以下几个方面进行改进：提高充放电效率和速度、降低静态功耗和过压波动、提高温度控制和保护的准确性、增强防误触发功能。
(完整版)锂电池充电电路详解
锂电池充电电路图锂电池是继镍镉、镍氢电池之后，可充电电池家族中的佼佼者．锂离子电池以其优良的特性，被广泛应用于: 手机、摄录像机、笔记本电脑、无绳电话、电动工具、遥控或电动玩具、照相机等便携式电子设备中。
一、锂电池与镍镉、镍氢可充电池：锂离子电池的负极为石墨晶体，正极通常为二氧化锂。
充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入石墨层中。
放电时，锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极。
所以，在该电池充放电过程中锂总是以锂离子形态出现，而不是以金属锂的形态出现。
因而这种电池叫做锂离子电池，简称锂电池。
锂电池具有：体积小、容量大、重量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多等优点，但价格较贵。
镍镉电池因容量低，自放电严重，且对环境有污染，正逐步被淘汰。
镍氢电池具有较高的性能价格比，且不污染环境，但单体电压只有1.2V，因而在使用范围上受到限制。
二、锂电池的特点：1、具有更高的重量能量比、体积能量比；2、电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压；3、自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性；4、无记忆效应。
锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电前无需放电；5、寿命长。
正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远大于500次；6、可以快速充电。
锂电池通常可以采用0.5～1倍容量的电流充电，使充电时间缩短至1～2小时；7、可以随意并联使用；8、由于电池中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是当代最先进的绿色电池；9、成本高。
与其它可充电池相比，锂电池价格较贵。
三、锂电池的内部结构：锂电池通常有两种外型：圆柱型和长方型。
电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。
正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。
负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。
电池内充有有机电解质溶液。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电池充电及保护电路
1. Li+电池保护电路
锂离子（Li+）电池虽然具有能量密度高、使用寿命长、无记忆效应、自放电量较低及单节电池电压高等诸多优点，但在使用时需严格注意过压保护、过放电保护和过流保护，而且对保护电路的精度要求也较高，图1所示电路是利用MAX1666构成的一个完整的Li+ 电池保护器。
MAX1666S/V/X可分别为2节/3节/4节Li+电池组提供保护，其中包括：过充电保护、过放电保护、电池失配保护以及过流保护。
过压检测功能还可有效避免电池组中的
任何一节电池出现过充电，当电池电压超出设置门限时，,输出高电平，场效应管Q2、Q3 被断开而终
止充电过程，输出低电平，向电池组控制器发出报警信号。
电池最高电压门限由外部电阻R1、R2确定，其可设置范围为4V～4.4V。
欠压检测电路可用于防止电池出现过放电现象，当检测
到电池电压低于所设置门限时，UVO,,输出高电平，保持低电平，开关管Q3、Q1 开路，Q2
导通，电池处于涓流充电状态，使电池电压得以恢复。
电池低电压检测门限可通过R3、R4设置，设置范围为2V～3V。
当电池组中任意两节失配时，、、U-VO和均为高电平，相应的开关管Q1～Q3均断开，为低电平从而向控制器发出中断信号。
适配电压检测门限可由R5、R6设置。
2. 结构紧凑的Li+电池充电器
锂离子电池（Li+）以其高能量密度和高性能被广泛应用于手机、PDA、笔
记本电脑等产品中。
图2所示电路是一种结构紧凑的单节Li+电池充电电路，图中的墙上适配器为6VDC/800mA 限流型电压源，MAX1679内置充电终止检测电路和充电过程控制器，插入电池或给充电器上电都将启动一次充电过程。
一次完整的充电过程包括：①初始化充电过程；在该过程中系统以较小的充电电流为电池充电，以使用率电池电压大于2.5V。
如果温度范围超出2.5℃到47.5℃，充电器则处于等待状态。
②快充过程；当快充开始后，MAX1679打开外接的P 沟道场效应管，快充电流由外部限流型充电电源决定。
一旦系统检测到电池电压达到Li+电池充电终
止门限电压时，快充结束。
充电终止门限电压由电阻确定。
③脉冲充电过程；快充过程结束后，系统进入脉
冲充电过程，MAX1679每隔2ms检测一次电池电压，电池电压小于终止门限
时，外部P沟道场效应管导通，电池电压大于终止门限时，P沟通道场效应管（P1）断开，在脉冲充电过程接近结束时，P沟道场效应管的断开时间远远大于接通时间。
该电路除了具有电池电压检测外，MAX1679还具有超时检测和温度检测功能，这可为电池提供二次保护。
需要检测温度时，应在THERM引脚与BATT-引脚间接一热敏电阻，并将热敏电阻靠近电池安装。
当TSEL引脚接BATT+、ADJ或GND时，所对应的充电限制时间为2.8小时、3.75小时和6.25小时。
选择P1时要考虑漏源间的击穿电压、最小导通门限电压、额定电流及功率损耗等参数，漏源击穿电压至少要高于开路状态下墙上适配器电压的25%。
图2中的LED用于指示充电状态，LED闪烁频率与充电状态的对应关系如表1所列。
3. Nicd电池充电器
镍镉（Nicd）电池是最早应用的可充电电池，其能量密度和重量密度相对较低，但是，由于成本较低，目前仍
在许多产品中被选用，如无绳电话、便携式仪表等。
Nicd电池充电终止检测方式一般采用-△V 检测、超时检测、电池温度检测和电池温度上升率检测。
在快充方式下，通常选用-△V检测与超时、温度检测相配合的方式。
图3为利用MAX713构成的Nicd电池单机充电器，可充1至16节电池。
图中，MAX713内置充电终止检测算法（-△V检测、超时检测、电池温度检测），快速充电结束后可自动切换到涓流充电，以补充Nicd电池的自放电。
DCIN接墙上适配器的输出，墙上适配器的最低输出电压应高于：2V+（1.9V×电池节数）；最高电压取决于P 沟道MOSFET的击穿电压和输入旁路电容的耐压值。
当DCIN低于15V时，MAX713的DRV引脚直接与Q1、Q2连接；DCIN高于15V 时，接入Q3；R4用于为Q1、Q2提供适当的电压摆幅。
限流二极管D4扩大了输入电压范围，并为MAX713内部并联稳压源提供固定的8mA 电流，如果墙上适配器提供的输出电压范围较窄，则可以用电
阻替代D4。
根据所要求的充电速率和电池容量可算出所要求的充电电流，由公式可确定
限流电阻的大小。
改变PGM0～PGM4的接法可设置电池节数和充电限制时间(参考表2、表3)。
图3中L1的电感量为220μH,饱和电流为1.5A。
该电路对电感值的要求并不严格，电感值越大，电流纹波越小。
为Nicd电池充电时，不完全放电会使电池的镉阳极变为镉氧化物，从而造成电池端电压下降，为消除电池的记忆效应，图3中虚线框内的预处理电路能够使电池充电前完全放电。
如用MAX712替代MAX713，并去掉虚线框内电路，则图3也可用于NiMH电池的充电。