介绍锂离子电池在线充放电管理电路的设计

锂离子电池在线充放电管理电路的设计

1锂离子电池的特点

近年来，便携式电子产品的快速发展导致了电池技术的升级。期间锂离子电池以高能量密度、高内阻、高电池电压、高循环次数、低自放电率等特点，不断涌现，成为市场的主流。据统计，在笔记本电脑和手机领域，锂离子电池的市场份额分别为80%和60%。据日本矢野经济研究所估计，锂离子电池正以每年53.33%的上升率迅速取代传统的镍铬和镍金属氢化物电池。

尽管锂离子电池有上述优点和良好的市场前景,但它是相对较高的电路的维护要求,在应用的过程中应严格防止收费过高的现象,过量放电,放电电流不应太大,一般来说,放电率不应超过0.2c。锂离子电池的充电过程如图1所示。在充电周期中，锂离子电池要在充电前测试电池的电压和温度，以确定是否可以充电。假如电池电压或温度超过制造商允许的计划，充电是禁止的。允许充电电压规划为:每个电池2.5v~4.2v;温度方法为:2.5℃~50℃。当电池处于深放电状态时，要要求充电器进行预充，使电池能够满足快速充电的条件;然后，根据电池厂家推荐的快速充电速度，一般为1C，充电器以恒流充电，电池电压缓慢上升。当电池电压达到设定的间歇电压(一般为4.1v或4.2v)后，恒流充电中断，充电电流迅速衰减，充电进入全充电过程。在充满电的过程中，充电电流逐渐衰减，直到充电速率降到C/10以下或充电时间结束，再转到顶部停止充电。当在顶部充电时，充电器用很少的充电电流来补充电池的能量。在顶部充电一段时间后，关闭充电。

一般而言,锂离子电池的安全电压下限为2.4v,误差精度要求的充电电压是不准确的,但它也要配合适当的过量放电延迟时间,为了协调电力的最大负荷和过量放电维护需求。当电池进行放电动作时，电池电压低于过放电维持电压时，应关闭电池放电，防止电池过放电的发生。当放电电流过大时，维护电路应关闭蓄电池放电，表现出过放电电流维护功能。维护电流的大小可以根据负载的大小来设定。值得注意的是:维修电路不能因负载需求短周期大电流而误动作，维修电路有必要供应不同过放电电流的维修延时时间，提高运行的稳定性。

此外，所有锂离子电池组的维护功能也可以通过电池的安全阈值进行内部压力维护，通过外部电路的热敏电阻进行高温维护。

2.在线充放电处理电路结构

由于锂离子电池的维护电路要求比较高，在规划充放电电路时，应充分考虑可能出现的各种情况，并进行维护，以保证电池的安全运行。在实际规划、锂离子电池要应用于无人值守的乐器很长一段时间,和充放电电路要积极地监控条件的锂离子电池,外部电源和负载,并做出相应的动作,以保证负载很长一段时间的稳定运行和锂离子电池的安全有效运行。