鋰離子電池組充放電保護(hù)和容量均衡控制電路X3100／X3101應(yīng)用
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X3100和X3101除了周期地監(jiān)控過(guò)充電和過(guò)放電狀態(tài)外，還連續(xù)監(jiān)控過(guò)流狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)保護(hù)狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)關(guān)斷外接的充放電控制MOSFET，并且，當(dāng)保護(hù)狀態(tài)消失后，充放電控制MOSFET可自動(dòng)恢復(fù)導(dǎo)通。
過(guò)充電電壓UOV、過(guò)放電電壓UUV和過(guò)電流檢測(cè)電壓UOC門限值都可通過(guò)軟件單獨(dú)選擇，并且存貯在內(nèi)部非易失性寄存器中。這樣可以滿足特性不同的鋰離子電池對(duì)保護(hù)參數(shù)的要求。
過(guò)充電保護(hù)延遲時(shí)間tOV、過(guò)放電保護(hù)和釋放延遲時(shí)間tUV／tUVR，以及過(guò)電流保護(hù)和釋放時(shí)間tOC／tOCR，都可以通過(guò)改變OVT、UVT和OCT腳外接電容的容量來(lái)改變。
6.1 周期性保護(hù)監(jiān)控
在正常工作狀態(tài)下，模擬信號(hào)選擇腳設(shè)定為AS2＝L AS1＝L AS0＝L。在這種狀態(tài)下，為了節(jié)省能源，過(guò)充電和過(guò)放電保護(hù)電路通常處于關(guān)斷狀態(tài)，但是通過(guò)內(nèi)部的保護(hù)采樣速率定時(shí)器（PSRT）周期地接通過(guò)充電和過(guò)放電保護(hù)電路。在125ms周期內(nèi)，過(guò)充電和過(guò)放電保護(hù)電路大約導(dǎo)通2ms。在正常工作狀態(tài)下，過(guò)流狀態(tài)是連續(xù)監(jiān)控的。在監(jiān)控狀態(tài)下，過(guò)充電和過(guò)放電狀態(tài)也是連續(xù)監(jiān)控的。
6.2 過(guò)充電保護(hù)
X3100和X3101監(jiān)控電池組中任意單體電池的電壓（UCELL）。如果任意一只單體電池的電壓UCELL高于過(guò)充電保護(hù)電壓UOV，并且持續(xù)時(shí)間超過(guò)過(guò)充電延遲時(shí)間tOV后，外接的充電控制MOSFET關(guān)斷（OVP／LMON腳電壓為UCC）。X3100和X3101進(jìn)入過(guò)充電保護(hù)狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明，此時(shí)UVP腳電壓控制的放電MOSFET將不受過(guò)充電狀態(tài)影響。
在過(guò)充電保護(hù)狀態(tài)下，控制寄存器中的OVPC位的狀態(tài)有可能改變，這樣將使OVP／LMON腳電壓變?yōu)閁SS（充電控制MOSFET導(dǎo)通），但是X3100和X3101脫離過(guò)充電狀態(tài)以前，OVP腳的電壓將不改變。
改變OVT和GND腳外接電容器COV的容量可改變過(guò)充電保護(hù)延遲時(shí)間tOV。典型的過(guò)充電延遲時(shí)間tOV如表19所列。延遲時(shí)間可按下式近似計(jì)算：
本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/230949.htm
在過(guò)充電狀態(tài)下，該器件仍連續(xù)監(jiān)控單體電池的電壓，當(dāng)所有單體電池的電壓UCELL都低于過(guò)充電釋放電壓UOVR時(shí)，該器件脫離過(guò)充電狀態(tài)，同時(shí)充電控制MOSFET自動(dòng)導(dǎo)通（OVP／LMON腳電壓變?yōu)閁SS）。在該器件脫離過(guò)充電保護(hù)狀態(tài)時(shí)，放電控制MOSFET的工作不受影響。
6.3 過(guò)放電保護(hù)
如果任意單體電池的電壓UCELL低于過(guò)放電保護(hù)電壓UUV，并且持續(xù)時(shí)間大于過(guò)放電延遲時(shí)間tUV后，電池組將進(jìn)入過(guò)放電保護(hù)狀態(tài)。此時(shí)，X3100和X3101輸出信號(hào)使放電控制MOSFET自動(dòng)關(guān)斷（UVP／OCP腳電壓變?yōu)閁CC）。然后，該器件進(jìn)入休眠狀態(tài)。此后X3100／X3101必須完成以下步驟，電池組才能放電：
── X3100和X3101脫離休眠狀態(tài)。
── 必需利用微控制器并經(jīng)過(guò)控制寄存器使充電控制MOSFET導(dǎo)通（OVP／LMON腳電壓變?yōu)閁SS）。
── 所有單體電池的電壓UCELL必須高于過(guò)放電釋放電壓UUVR并且持續(xù)時(shí)間必須超過(guò)過(guò)放電釋放延遲時(shí)間tUVR。
── 必須利用微控制器并經(jīng)過(guò)控制寄存器使放電控制MOSFET導(dǎo)通。
過(guò)放電保護(hù)和過(guò)放電釋放延遲時(shí)間tUV和tUVR，可以通過(guò)改變UVT和GND腳外接電容器CUV的容量來(lái)改變。tUV、tUVR與CUV的關(guān)系如下：
6.4 過(guò)電流保護(hù)
在工作過(guò)程中，除了監(jiān)控每只單體電池的電壓外，X3100和X3101還連續(xù)監(jiān)控電流采樣電阻RSENSE兩端的電壓UCS21（即UCS2－UCS1），如果UCS21高于過(guò)電流保護(hù)門限電壓UOC并且持續(xù)時(shí)間大于過(guò)電流檢測(cè)延遲時(shí)間tOC后，X3100和X3101將進(jìn)入過(guò)電流保護(hù)狀態(tài)，如圖4所示。在該狀態(tài)下，放電控制MOSFET自動(dòng)關(guān)斷（UVP／OCP腳電壓變?yōu)閁CC），因此電流不能流過(guò)P+和P-端。
只要進(jìn)入過(guò)電流保護(hù)狀態(tài)，X3100和X3101就開(kāi)始監(jiān)控負(fù)載。
在負(fù)載監(jiān)控狀態(tài)下，為了檢測(cè)負(fù)載電阻，OVP／LMON腳輸出很小的負(fù)載監(jiān)控電流（ILMON＝7.5μA 典型）。如果負(fù)載電阻大于150KΩ（ILMON＝0μA）并且持續(xù)時(shí)間超過(guò)過(guò)電流保護(hù)釋放時(shí)間tOCR后，X3100和X3101將脫離過(guò)電流狀態(tài)。放電控制MOSFET自動(dòng)導(dǎo)通（UVP／OCP腳電壓變?yōu)閁SS）。
改變OCT和USS腳外接電容器COC的容量，可以改變過(guò)電流檢測(cè)和釋放延遲時(shí)間tOC和tOCR、tOC和tOCR與COC的關(guān)系如下：
評(píng)論