可充電鋰電池三/四節(jié)串聯(lián)保護系統(tǒng)設(shè)計

為了確保充電時的安全性和延長電池的使用壽命，電池的充電溫度應(yīng)控制在O～45℃之間為宜。該系統(tǒng)采用一個負溫度系數(shù)的NTC溫度傳感器RES和一個 2路比較器LM393來實現(xiàn)充電溫度保護，其原理圖如圖2所示：當(dāng)充電溫度位于O～45℃之間時，LM393的兩路比較器輸出均為高阻態(tài)，PNP型三極管 Q1關(guān)斷，對充電電路不產(chǎn)生影響;隨著溫度的升高，RES阻值逐漸變小，當(dāng)溫度大于45℃時，LM393下面一路比較器反轉(zhuǎn)，輸出低電平，通過二極管D6 將Q1的B極拉低，Q1導(dǎo)通，充電MOS管QCHRl的G極C_QCHR被強制拉高，QCHRl關(guān)閉，停止充電;同樣，隨著溫度的降低，RES阻值逐漸變大，當(dāng)溫度小于O℃時，LM393上面一路比較器輸出低電平，通過二極管D5將Q1導(dǎo)通，從而關(guān)閉QCHRl，停止充電。

5、其他保護功能

該系統(tǒng)通過一些簡單有效的電路設(shè)計，巧妙地實現(xiàn)了所需的某些保護功能。

2.5.1、放電溫度保護

為了確保電池的使用安全性，需對電池的放電溫度進行限制。該系統(tǒng)在放電MOS管QDISl，QDIS2的G極C_QDIS和VDD之間連接了一個常開型可恢復(fù)溫度保險絲F1。通常狀態(tài)下F1保持開路。不影響正常放電;當(dāng)電池溫度高于75℃時，F(xiàn)1閉合，C_QDIS與VDD導(dǎo)通.放電MOS管關(guān)閉，停止放電，從而實現(xiàn)放電溫度保護功能。

2.5.2 充電防反接保護

若誤將充電器的正、負極反接入系統(tǒng)中，則會由充電器和電池共同形成一個大電流回路，導(dǎo)致元器件損壞，甚至帶來更大的安全危害。該系統(tǒng)在充電回路中串接進一個防反接二極管D1，這樣即使充電器反接，因此時CHRl的電位將高于CHR+，由于二極管D1的存在，系統(tǒng)將構(gòu)不成回路，從而對其起到了保護作用。

2.5.3 充電時禁止放電

系統(tǒng)在連接充電器進行充電的過程中若允許其進行放電工作，可能會帶來不必要的安全隱患，因此該系統(tǒng)在充電器的正極輸入端CHR+和C_QDIS之間接入了一個二極管D4。在未連接充電器時，CHR+懸空，對放電工作不產(chǎn)生影響;當(dāng)連接充電器進行充電時，C_QDIS通過D4被CHR+強制拉高，QDISl，QDIS2關(guān)閉，禁止放電。

結(jié)語

鋰離子可充電電池以其特有的性能優(yōu)勢已經(jīng)在多個領(lǐng)域中得到了普遍應(yīng)用，可以預(yù)計其必將成為21世紀的主要動力電源之一。隨著鋰離子可充電電池工業(yè)的發(fā)展，保護系統(tǒng)作為其不可分割的一部分必將起到越來越重要的作用。