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    详解7S锂离子电池保护的电路设计

    钜大LARGE  |  点击量：1292次  |  2019年11月08日  

    在锂离子电池保护IC产品中，目前最多只有做到4节串联的，因此不少工程师在设计大于4节的锂离子电池保护电路时，会感到资料太少，或缺少现成的产品电路可以研发。


    本人在这两年中共接触到四、五种其它公司研发的7节锂离子电池串联保护电路，在这里利用业余时间，一种一种画出来供给大家参考，使工程师免走弯路。


    下图是第一种的原理图



    上面的这个电路是一家外国公司所研发的早期版本的7节串联锂离子电池保护电路。电路的保护功能较为可靠，并带有简单的充电平衡电路。


    但该电路有较大的缺点：7S中的电芯耗电不均衡，低几节的电芯静态耗电过大。


    小缺点也有一些：电路稍显复杂，难以扩展，成本也没有做到较低。


    但是作为早期的7S保护电路产品，它的保护功能是完全实现了，具有过充电，过放电和过流及短路保护功能。也有简单的充电平衡功能。


    下图是这个电路对应的电路板，板上有颗芯片LM339烧毁。



    下图是又一家外国公司所设计的7S锂离子电池保护电路。



    从上图可以看出，它的电路已经比第一种中的电路简洁，成本也略为降低，保护功能也能完全实现。


    其缺点是：成本仍然较高。保护开关置于电芯中间部位，生产组装与批量生产时的测试都会较麻烦。


    上面两种电路的共同点是:


    都是用2节4S锂离子电池保护IC(MM1414或S-8254)构成一个7S的锂离子电池保护电路。这种电路结构目前仍然有厂家在使用。


    但这种电路结构较难扩展，受保护IC本身限制。比如，如果想要一个5S的保护电路，这种电路结构就是无法实现的。


    下面是第3种7S锂离子电池保护电路，是国内的一家公司所提供的，也是许多人所关注的用单个保护IC所构成的7S保护电路。



    这个保护电路的特点是扩展性较好，成本也比较低，静态时功耗最小。另一个特点是第一次将充电回路与放电回路分离，这样在成本上会少一些，放电时的内阻也会更小一些。


    该电路还有一个特点是，当过充电保护时，被过充电的那节电芯的耗电流会很大，具有一些平衡的功能。


    不足之处是在过放电保护后的耗电反而会比静态略高。从图中可以看到，上半部分每个电芯的电路都是相同的，而且可以继续往上扩展到10节甚至13节。当然，更多节数时，要考虑MOSFET的耐压了。


    上一篇：一款基于MPPT技术来实现高效太阳能的充电方案

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