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[图文]可充电电池技术和充电方法           ★★★
可充电电池技术和充电方法
发布者:imefan 文章来源:网络 点击数: 更新时间:2008-8-9 23:08:18

  电端电压达到电压阀值和充电电流降到0.03C(接近于3%Ich,见图6)之后达到满充电。大多数充电器达到满充电的时间大约为3小时,而一些线性充电器声称大约一小时充电Li+电池。这种充电器通常在电池端电压达到4.2V时终止充电。然而,这种规定只充电电池到其容量的70%。

  较大的充电电流不能使充电时间缩短太多。较大的充电电流能较快地达到电压峰值,但浮充需较长时间。凭经验,浮充是初始充电时间的两倍。 

锂离子电池安全措施

  因为过充电(或过放电)锂离子电池可能会导致电池爆炸和人员伤害,所以,在使用这类电池时,安全是主要关心的问题。因此,商用锂离子电池组,包含象DS2720这样的保护电路(图7),DS2720提供可充电Li+电池应用所需的所有电池保护功能:充电期间保护电池,防止超量电流流过的保护电路和限制电池耗尽,电平使电池寿命最长。

图7  DS2720锂电池保护电路

  2720IC用外部开关器件(如低成本N沟道功率MOSFET)控制充电和放电电流的路径。IC内部9V电荷泵为外部n沟道MOSFET提供高端驱动,这比通用的低端保护电路中相同功能的FET提供更低的导通电阻。FET导通电阻随电池放电而减少(见图8)



  图8  DS2720(高端)模式控制的保护FET电阻小于传统低端模式的FET工作值。DS2720控制的FET电阻随电池电压下降

  DS2720可从数据接口或专用输入控制外部FET,因此,消除了可充电Li+电池系统中额外的功率开关控制。通过其1-Wire接口,DS2720提供主系统对状态和控制寄存器、仪表寄存器\通用数据存储的读/写存取。工厂编程的64位唯一地址允许主系统单独寻址每个器件。

  DS2720为电池信息存储,EEPROM和锁定表EEPROM提供两种用户存储器。EEPROM是真正的非易失性(NV)存储器,其内容(重要的电池数据)保持不受严重的电池消耗,突然短路或ESD冲击的影响。当锁定时,锁定表EEPROM变成只读存储器(ROM),它们为保持电池数据提供额的安全措施。 

保护模式

  过压:若在VDD检测的电池电压超过过压阀值Vov的时间大于过压延迟TOVD,则DS2720关闭外部充电FET,并在保护寄存器中置OV标志。在过压期间,放电通路保持开路,当电池电压降到充电使能阀值电压VCE以下或放电导致VDD-VPLS>VOC时,充电FET被重新使能(除非被另外保护条件闭锁)。

  欠压:若在VDD检测的电池电压低于欠压阀值VUV的时间大于欠压延迟TUVD,则DS2720关闭充电和放电FET,并置保护寄存器UV标志,使其进入休眠模式。在电池电压升到VUV以上和充电器连接之后,IC接通充电和放电FET。

  短路:在TSCD周期,若在VDD检测的电池电压低于消耗阀值电压VSC,则DS2720关闭充电和放电FET,并置保护寄存器的的DOC标志。经过充电和放电FET的电流通路不会重新建立直到PLS上的电压升到大于VDD-VOC为止。DS2720提供流经内部电阻RTST(从VDD到PLS,当VDD升到大于VSC时,上拉PLS)的测试电流。此测试电流可使DS2720能检测低阻抗负载的偏移。另外,通过从PLS到VDD的RTST可恢复充电通路。

  过流:若加在保护FET的电压(VDD-VPLS)大于VOC的时间超过了TOCD,则DS2720关断外部充电和放电TET,并置位保护寄存器DOC标志。电流通路不会重新建立直到PLS上的电压升到大于VDD-VOC为止。DS2720通过内部电阻TRST(从VDD到PLS)提供测试电流来检测不合格的低阻抗负载的偏移。

 过温:DS2720温度超过TMAX,则立即关断外部充电和放电FET。FET不会导通直到如下两个条件满足为止:电池温度降到低于TMAX,主机复位OT位。 

充电温度
  应尽量在室温下充电。镍基电池应在10℃~30℃之间快速充电。低于5℃(41oF)和高于45℃(113oF),镍基电池的充电接收度急剧降低。锂离子电池在整个温度范围内呈现良好的充电性能,但低于5℃(41oF),充电率小于1C。 

结语

  NiMH充电器可适应NiCd电池,但反之不行。专用于NiCd电池的充电器将会过充电NiMH电池。快速充电可增强镍基电池的寿命和性能,这是因为快速充电降低了内部结晶所引起的记忆效应。镍和锂基电池要求不同的充电算法。Li+电池需要保护电路来监控和保护过流,短路,过压和欠压以及过温。

  注意:在电池不经常用是时,从充电器取下电池,在使用前对电池充满电。

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文章录入:imefan    责任编辑:ImEfan 
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