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1引言 近年來,，鋰電池由于體積小、質(zhì)量輕,、能量密度高,、循環(huán)壽命長、電池電壓相對較高,、白放電率低及無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),，已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電池,、醫(yī)療設(shè)備以及混合動力汽車等產(chǎn)品中,。由于鋰電池的化學(xué)特性，在使用過程中遇到的充放電短路,、過載,、過充電和過放電等現(xiàn)象均會對電池造成損傷，影響正常使用,，甚至危害到使用者的安全,。所以，鏗電池必須配備相應(yīng)的保護(hù)控制系統(tǒng),，以有效提高鋰電池的使用效率和延長鋰電池的使用壽命  業(yè)界一般有單片模擬芯片和使用MCU控制的多芯片兩種鏗電池保護(hù)解決方案 結(jié)合MCU強(qiáng)大邏輯能力的智能電池管理系統(tǒng),，可以有效地應(yīng)對電池在使用中碰到的各種異常情況，本文設(shè)計(jì)就是基于這樣一個(gè)系統(tǒng),。由于不同應(yīng)用廠商及不同應(yīng)用狀態(tài)對過流的要求不一致,，因此，靈活的閾值可調(diào)功能可以使芯片適用范圍更廣,，滿足用戶的不同要求,。本文針對2~4節(jié)串聯(lián)使用的鋰電池提出一種闌值可編程的過流檢測保護(hù)方案,。該方案集合電池組充電短路SCC,、電池組放電短路SCD,、電池組過載OLD三種保護(hù)電路，通過各白的DAC電路進(jìn)行闌值編程,，能夠?qū)崿F(xiàn)各種靈活精確的過流保護(hù) 2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 圖1所示為簡化的系統(tǒng)功能框圖,。正常工作時(shí)，PACK+與PACK一既可接充電器充電,，也可接負(fù)載放電,。當(dāng)接充電器時(shí)，驅(qū)動電路開啟充電MOS管CHGFET,，并關(guān)閉放電MOS管DSG FET,，電流流過放電控制管寄生的體二極管和CHGFET，給鋰電池組充電,。當(dāng)接負(fù)載放電時(shí),，DSG FET開啟，鋰電池組通過CHG FET寄生的體二極管和DSGFET,，給負(fù)載供電 通過檢測采樣電阻Rs兩端的電壓,，將電流轉(zhuǎn)換為電壓，與設(shè)定的闌值進(jìn)行比較,，實(shí)現(xiàn)過流保護(hù),。左側(cè)Logic電路由MCU控制，輸出邏輯序列,，分別控制不同的保護(hù)闌值點(diǎn)和延遲時(shí)問,。延遲時(shí)問是為了防止保護(hù)電路工作時(shí)干擾信號的引入給充放電過程帶來誤動作。當(dāng)充電短路發(fā)生時(shí),，SRP電壓上升,，對應(yīng)的檢測比較器動作，SCC翻轉(zhuǎn);一定延時(shí)后,，CHG FET關(guān)閉,，系統(tǒng)停止向電池充電;當(dāng)充電短路解除后，系統(tǒng)才能再次進(jìn)入電池充電模式 與充電短路過程類似,，發(fā)生放電短路時(shí),，SRP電壓下降，SCD翻轉(zhuǎn),，一段時(shí)問延時(shí)后,，驅(qū)動電路關(guān)閉DSG FET，停止向負(fù)載端放電,。當(dāng)負(fù)載過重時(shí),，流過MOS和電池組的電流過大，SRP端電壓下降，過載檢測比較器輸出電壓OLV翻轉(zhuǎn),，經(jīng)過設(shè)定時(shí)問的延遲后,，系統(tǒng)關(guān)閉DSG FET。根據(jù)對系統(tǒng)的危害程度,，一般將放電短路的電流闌值設(shè)定得比過載闌值高,，同時(shí)，延時(shí)設(shè)計(jì)值要低一個(gè)數(shù)量級,。在發(fā)生短路時(shí),，大電流流過電池組，需要在較短的時(shí)問內(nèi)關(guān)斷充放電回路,。由此實(shí)現(xiàn)三種電流保護(hù) 3過流保護(hù)電路原理 實(shí)現(xiàn)過流檢測的簡化原理,，三種保護(hù)實(shí)現(xiàn)方式類似。SRP和SRN之問接高精度采樣電阻,，采樣電阻兩端的壓差分別與相應(yīng)DAC電路設(shè)置的闌值電壓比較,，實(shí)現(xiàn)充電短路、放電短路,、過載三種異常情況的檢測和判斷 4實(shí)際電路 設(shè)計(jì)了上述三種檢測保護(hù)電路,，實(shí)現(xiàn)方式基本相似。下面以充電短路檢測電路為例具體說明,。圖3所示為充電短路實(shí)現(xiàn)等效原理,。Ib是基準(zhǔn)產(chǎn)生的零溫電流，通過N4鏡像提供偏置電流,。SLP信號為高時(shí),，MOS管P20關(guān)斷，模塊沒有電流,，芯片進(jìn)入睡眠狀態(tài),，降低芯片功耗 |
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