鋰離子電池在線充放電管理電路的設計

1鋰離子電池的特點

近年來，便攜式電子產(chǎn)品的快速發(fā)展導致了電池技術的升級。期間鋰離子電池以高能量密度、高內(nèi)阻、高電池電壓、高循環(huán)次數(shù)、低自放電率等特點，不斷涌現(xiàn)，成為市場的主流。據(jù)統(tǒng)計，在筆記本電腦和手機領域，鋰離子電池的市場份額分別為80%和60%。據(jù)日本矢野經(jīng)濟研究所估計，鋰離子電池正以每年53.33%的上升率迅速取代傳統(tǒng)的鎳鉻和鎳金屬氫化物電池。

盡管鋰離子電池有上述優(yōu)點和良好的市場前景,但它是相對較高的電路的維護要求,在應用的過程中應嚴格防止收費過高的現(xiàn)象,過量放電,放電電流不應太大,一般來說,放電率不應超過0.2c。鋰離子電池的充電過程如圖1所示。在充電周期中，鋰離子電池要在充電前測試電池的電壓和溫度，以確定是否可以充電。假如電池電壓或溫度超過制造商允許的計劃，充電是禁止的。允許充電電壓規(guī)劃為:每個電池2.5v~4.2v;溫度方法為:2.5℃~50℃。當電池處于深放電狀態(tài)時，要要求充電器進行預充，使電池能夠滿足快速充電的條件;然后，根據(jù)電池廠家推薦的快速充電速度，一般為1C，充電器以恒流充電，電池電壓緩慢上升。當電池電壓達到設定的間歇電壓(一般為4.1v或4.2v)后，恒流充電中斷，充電電流迅速衰減，充電進入全充電過程。在充滿電的過程中，充電電流逐漸衰減，直到充電速率降到C/10以下或充電時間結束，再轉到頂部停止充電。當在頂部充電時，充電器用很少的充電電流來補充電池的能量。在頂部充電一段時間后，關閉充電。

一般而言,鋰離子電池的安全電壓下限為2.4v,誤差精度要求的充電電壓是不準確的,但它也要配合適當?shù)倪^量放電延遲時間,為了協(xié)調電力的最大負荷和過量放電維護需求。當電池進行放電動作時，電池電壓低于過放電維持電壓時，應關閉電池放電，防止電池過放電的發(fā)生。當放電電流過大時，維護電路應關閉蓄電池放電，表現(xiàn)出過放電電流維護功能。維護電流的大小可以根據(jù)負載的大小來設定。值得注意的是:維修電路不能因負載需求短周期大電流而誤動作，維修電路有必要供應不同過放電電流的維修延時時間，提高運行的穩(wěn)定性。

此外，所有鋰離子電池組的維護功能也可以通過電池的安全閾值進行內(nèi)部壓力維護，通過外部電路的熱敏電阻進行高溫維護。

2.在線充放電處理電路結構

由于鋰離子電池的維護電路要求比較高，在規(guī)劃充放電電路時，應充分考慮可能出現(xiàn)的各種情況，并進行維護，以保證電池的安全運行。在實際規(guī)劃、鋰離子電池要應用于無人值守的樂器很長一段時間,和充放電電路要積極地監(jiān)控條件的鋰離子電池,外部電源和負載,并做出相應的動作,以保證負載很長一段時間的穩(wěn)定運行和鋰離子電池的安全有效運行。