幾種7S鋰離子電池保護電路分析

在鋰離子電池保護IC產(chǎn)品中,目前最多只有做到4節(jié)串聯(lián)的,因此不少工程師在設(shè)計大于4節(jié)的鋰離子電池保護電路時,會感到資料太少,或缺少現(xiàn)成的產(chǎn)品電路可以研發(fā).

本人在這兩年中共接觸到四、五種其它公司研發(fā)的7節(jié)鋰離子電池串聯(lián)保護電路,在這里利用業(yè)余時間,一種一種畫出來供給大家參考,使工程師免走彎路.

下圖是第一種的原理圖

上面的這個電路是一家外國公司所研發(fā)的早期版本的7節(jié)串聯(lián)鋰離子電池保護電路.電路的保護功能較為可靠,并帶有簡單的充電平衡電路.

但該電路有較大的缺點:7S中的電芯耗電不均衡,低幾節(jié)的電芯靜態(tài)耗電過大.

小缺點也有一些:電路稍顯復(fù)雜,難以擴展,成本也沒有做到較低.

但是作為早期的7S保護電路產(chǎn)品,它的保護功能是完全實現(xiàn)了,具有過充電,過放電和過流及短路保護功能.也有簡單的充電平衡功能.下圖是這個電路對應(yīng)的電路板,板上有顆芯片LM339燒毀.

下圖是又一家外國公司所設(shè)計的7S鋰離子電池保護電路.

從電路圖上可以看出,它的電路已經(jīng)比第一種中的電路簡潔,成本也略為降低,保護功能也能完全實現(xiàn).

其缺點是:成本仍然較高.保護開關(guān)置于電芯中間部位,生產(chǎn)組裝與批量生產(chǎn)時的測試都會較麻煩.

上面兩種電路的共同點是:

都是用2節(jié)4S鋰離子電池保護IC(MM1414或S-8254)構(gòu)成一個7S的鋰離子電池保護電路.這種電路結(jié)構(gòu)目前仍然有廠家在使用.

但這種電路結(jié)構(gòu)較難擴展,受保護IC本身限制.比如,如果想要一個5S的保護電路,這種電路結(jié)構(gòu)就是無法實現(xiàn)的.下面這是第3種7S鋰離子電池保護電路,是國內(nèi)的一家公司所提供的,也是許多人所關(guān)注的用單個保護IC所構(gòu)成的7S保護電路.

這個保護電路的特點是擴展性較好,成本也比較低,靜態(tài)時功耗最小.另一個特點是第一次將充電回路與放電回路分離,這樣在成本上會少一些,放電時的內(nèi)阻也會更小一些.

該電路還有一個特點是,當(dāng)過充電保護時,被過充電的那節(jié)電芯的耗電流會很大,具有一些平衡的功能.

不足之處是在過放電保護后的耗電反而會比靜態(tài)略高.從圖中可以看到,上半部分每個電芯的電路都是相同的,而且可以繼續(xù)往上擴展到10節(jié)甚至13節(jié).當(dāng)然,更多節(jié)數(shù)時,要考慮MOSFET的耐壓了.