鋰電池充放電控制芯片對電池組內(nèi)的每一節(jié)電池電壓進(jìn)行采樣,并與內(nèi)部的精密基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,當(dāng)任意一節(jié)電池處于過壓或欠壓狀態(tài)時(shí),芯片就會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的控制,以防止進(jìn)一步充電或放電,其典型應(yīng)用電路如圖所示。
圖中,Q1、Q2為P溝道MOSFET管,分別控制充電和放電電流。
(1)電池組的連接
電池組與IC連接要注意順序。電池組的底端連接到UCC3957(U1)的AN4端,頂端連接到VDD端,每兩節(jié)電池的連接點(diǎn)按相應(yīng)順序連接到AN1~AN3端。
當(dāng)電池組為3節(jié)電池時(shí),U1的②腳(CLCNT端)與16腳(DVDD端)相連,同時(shí)將⑥腳(AN3端)與⑦腳(AN4端)相連;當(dāng)電池組為4節(jié)電池時(shí),②腳接地(即連到AN4端)。
(2)放電
U1具有智能放電功能。放電時(shí),U1的13腳輸出低電平,放電開關(guān)Q2導(dǎo)通,鋰電池組經(jīng)Q2及Q1內(nèi)的二極管向負(fù)載供電。當(dāng)負(fù)載所需電流較大時(shí),通過電流檢測電阻RS兩端的壓降也較大,當(dāng)超過15mV(對應(yīng)0.6A的放電電流)時(shí),則U1的③腳輸出低電平,充電開關(guān)管Q1導(dǎo)通,從而提高電池組的放電能力。
(3)欠壓保護(hù)
當(dāng)檢測到任一節(jié)電池處于過放電時(shí)(低于欠壓閾值),U1的③腳、13腳輸出高電平,同時(shí)關(guān)斷Q1,Q2、U1進(jìn)入休眠狀態(tài),此時(shí)芯片的工作電流僅為3.5μA。只有當(dāng)③腳電壓升到VDD時(shí),芯片檢測到后才會(huì)退出休眠狀態(tài)。
(4)充電
當(dāng)接入充電器時(shí),開關(guān)S1閉合,U1的⑨腳(CHGEN端)與16腳(DVDD)相通,U1的③腳輸出低電平,充電開關(guān)管Q1導(dǎo)通,電池組充電。
在充電期間,如果U1處于休眠狀態(tài),則放電開關(guān)管Q2仍然關(guān)斷,充電電流經(jīng)Q2內(nèi)的二極管對電池組充電。當(dāng)每節(jié)電池的電壓均高于欠壓ON值時(shí),Q2導(dǎo)通。
(5)過流保護(hù)
為了適應(yīng)大的電容負(fù)載,UCC3957設(shè)有兩個(gè)過流閾值電壓,每一個(gè)閾值電壓又可以設(shè)定不同的延遲時(shí)間,即采用二級過流保護(hù)模式。這種二級過流保護(hù)既可對短路提供快速的響應(yīng),又可使電池組承受一定的浪涌電流,以防止因?yàn)V波電容容量較大而引起不必要的過流保護(hù)動(dòng)作。
電流檢測電阻RS接在U1的⑦腳(AN4)與⑧腳(BATLO)之間。當(dāng)RS兩端的壓降超過某一閾值時(shí),過流保護(hù)進(jìn)入間歇模式。在這一模式下,放電開關(guān)管Q2周期性地關(guān)斷與導(dǎo)通,直到故障排除。一旦故障排除,芯片自動(dòng)恢復(fù)到常規(guī)工作狀態(tài)。
第一級過流保護(hù)閾值為0.15V(對應(yīng)的輸出電流為6A),且持續(xù)時(shí)間超過U1設(shè)定的時(shí)間(由U1的⑩腳(CDLY1)和地之間的電容C4設(shè)定),則U1進(jìn)入間歇工作模式,其輸出脈沖的占空比約為6%,即開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間大約是導(dǎo)通時(shí)間的16倍。
第二級過流閾值為0.375V(對應(yīng)的輸出電流為15A),且持續(xù)時(shí)間超過U1設(shè)定的時(shí)間(由U1的14腳(CDLY2)和地之間的電容C3設(shè)定),則U1進(jìn)入間歇工作模式,其輸出脈沖的占空比小于1%,即開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間大約是導(dǎo)通時(shí)間的100倍。
(6)過壓保護(hù)
如果某一節(jié)電池的充電電壓超過充電閡值,則U1的③腳輸出高電平,充電開關(guān)管Q1關(guān)斷,進(jìn)入過壓保護(hù)狀態(tài)。
另外,如果電池組與U1的④~⑥腳(AN 1 -AN3)的連線斷路,則U1也將進(jìn)入過壓保護(hù)狀態(tài)。
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