鋰離子電池在線充放電管理電路的設計

1鋰離子電池的特點

近年來，便攜式電子產品的快速發展導致了電池技術的升級。期間鋰離子電池以高能量密度、高內阻、高電池電壓、高循環次數、低自放電率等特點，不斷涌現，成為市場的主流。據統計，在筆記本電腦和手機領域，鋰離子電池的市場份額分別為80%和60%。據日本矢野經濟研究所估計，鋰離子電池正以每年53.33%的上升率迅速取代傳統的鎳鉻和鎳金屬氫化物電池。

盡管鋰離子電池有上述優點和良好的市場前景,但它是相對較高的電路的維護要求,在應用的過程中應嚴格防止收費過高的現象,過量放電,放電電流不應太大,一般來說,放電率不應超過0.2c。鋰離子電池的充電過程如圖1所示。在充電周期中，鋰離子電池要在充電前測試電池的電壓和溫度，以確定是否可以充電。假如電池電壓或溫度超過制造商允許的計劃，充電是禁止的。允許充電電壓規劃為:每個電池2.5v~4.2v;溫度方法為:2.5℃~50℃。當電池處于深放電狀態時，要要求充電器進行預充，使電池能夠滿足快速充電的條件;然后，根據電池廠家推薦的快速充電速度，一般為1C，充電器以恒流充電，電池電壓緩慢上升。當電池電壓達到設定的間歇電壓(一般為4.1v或4.2v)后，恒流充電中斷，充電電流迅速衰減，充電進入全充電過程。在充滿電的過程中，充電電流逐漸衰減，直到充電速率降到C/10以下或充電時間結束，再轉到頂部停止充電。當在頂部充電時，充電器用很少的充電電流來補充電池的能量。在頂部充電一段時間后，關閉充電。

一般而言,鋰離子電池的安全電壓下限為2.4v,誤差精度要求的充電電壓是不準確的,但它也要配合適當的過量放電延遲時間,為了協調電力的最大負荷和過量放電維護需求。當電池進行放電動作時，電池電壓低于過放電維持電壓時，應關閉電池放電，防止電池過放電的發生。當放電電流過大時，維護電路應關閉蓄電池放電，表現出過放電電流維護功能。維護電流的大小可以根據負載的大小來設定。值得注意的是:維修電路不能因負載需求短周期大電流而誤動作，維修電路有必要供應不同過放電電流的維修延時時間，提高運行的穩定性。

此外，所有鋰離子電池組的維護功能也可以通過電池的安全閾值進行內部壓力維護，通過外部電路的熱敏電阻進行高溫維護。

2.在線充放電處理電路結構

由于鋰離子電池的維護電路要求比較高，在規劃充放電電路時，應充分考慮可能出現的各種情況，并進行維護，以保證電池的安全運行。在實際規劃、鋰離子電池要應用于無人值守的樂器很長一段時間,和充放電電路要積極地監控條件的鋰離子電池,外部電源和負載,并做出相應的動作,以保證負載很長一段時間的穩定運行和鋰離子電池的安全有效運行。