TI的鋰離子電池充電保護集成電路UCC3957
發布時間:2008/5/26 0:00:00 訪問次數:503
    
    一、鋰離子電池特點
    鋰離子電池與其他電池相比,主要有以下優點。
    1.電壓高
    所標志的開路電壓通常為3.6v,而鎳氫和鎳鎘電池的開路電壓為1.2v。
    2.容量大
    能量高、儲存能量密度大,是鋰電池的核心價值所在,以同樣輸出功率而言,鋰離子電池的重量不但比鎳氫電池輕一半,體積也小20%。
    3.放電率
    鋰離子電池的充電速度較快,僅需要1~2小時(h)的時間就可充電,達到最佳狀態;同時,鋰離子電池的漏電量極少,即使隨意放置1~2周后再拿出來用時,一樣能發揮電力、照常工作;鋰離子電池的自放電率低<8%/月,遠低于鎳鎘電池的30%和鎳氫電池的40%。
    4.鋰離子電池沒有"記憶效應",所以鋰離子電池可以在未完全放電的條件下充電而不會降低其容量。但是如果鋰離子電池已充足電還要繼續充電(過充電),則會損壞電池,鋰離子電池是目前應用非常廣泛的可充電電池。
    二、鋰離子電池的充電特性
    鋰離子電池在充電過程中,電池的電壓和充電電流都會隨充電時間而發生變化,其變化規律如圖1所示。
    
    
    圖1 鋰離子電池的充電特性曲線
    鋰離子電池充電需要控制它的充電電壓,限制充電電流和精確檢測電池電壓。鋰離子電池的充電特性與鎘鎳、鎳氫的充電特性完全不同。鋰離子電池可以在它的放電周期內任一點充電,并且可以非常有效的保持它的電荷,保持時間比鎳氫電池長兩倍以上,重量輕,其重量只有同容量鎘鎳電池的1/2,比質量密度是鎘鎳電池的4倍。鋰離子電池開始充電時,電壓緩慢上升,充電電流逐漸減小,當電池電壓達到4.2v左右時,電池電壓基本不變,充電電流繼續下降,判斷鋰離子電池充電是否結束的方法是利用檢測它的充電電流,當它的充電電流下降至某一定值時結束充電。例如鋰離子電池的充電電流降到40ma(典型值為起始充電電流的5%左右)時結束充電,也可以在檢測到鋰離子電池達到4.2v時啟動定時器,在一定的時延后結束充電。這時充電電路應有一個精度較高的電池電壓檢測電路,以防止鋰離子電池過充電。需要指出的是;鋰離子電池不需要涓流充電。
    三、ucc3957的主要特點
    ucc3957是采用bicmos工藝的3/4節鋰離子電池組充電器保護用控制集成電路。它與外部的p溝道mosfet晶體管一起對電池組充電實現兩級過電流保護,如果達到第一級過電流閥值電位時,保護電路以按用戶設定的保護時間,將外接電容放電,如果第一級保護時間到,電池過充、放電故障仍未排除,外接保護定時電容放電mosfet以17倍于第一級保護時間關斷,實施第二級保護,這對容性負載是很有用的。ucc3957在休眠工作模式下的耗電僅為3.5μa,典型工作電流為30μa,直流工作電壓范圍為6.5∽20v,充電過電流保護延時時間可通過調節外接元件參數的辦法實現。使用外部p溝道mosfet晶體管的優點是,可以保護任一節電池過放電和過充電,并保護電池組及ucc3957集成電路本身。
    3.1 ucc3957的工作原理框圖與引腳功能
    ucc3957的工作原理框圖如圖2所示。
    
    
    圖2 ucc3957的工作原理框圖
    由圖2可見,利用ucc3957內部的工作狀態選擇器可以選擇ucc3957的工作狀態,當工作于持續工作狀態時可以保護每一節鋰離子電池,使其免于過充電和過放電。而過電流控制器則用于保護電池組不致產生過大的放電電流,而損壞電池組。
    為配合不同廠家生產的鋰電池,ucc3957系列集成電路有表1所示的4種不同的過電壓保護門限值。
    
    
    表1 ucc3957-x的過電壓保護門限值(v)
    ucc3957的引腳圖如圖3所示。
    
    
    
    圖3 ucc3957的引腳圖
    ucc3957的各引腳功能如下:
    引腳1vdd:該引腳為ucc395
    
    一、鋰離子電池特點
    鋰離子電池與其他電池相比,主要有以下優點。
    1.電壓高
    所標志的開路電壓通常為3.6v,而鎳氫和鎳鎘電池的開路電壓為1.2v。
    2.容量大
    能量高、儲存能量密度大,是鋰電池的核心價值所在,以同樣輸出功率而言,鋰離子電池的重量不但比鎳氫電池輕一半,體積也小20%。
    3.放電率
    鋰離子電池的充電速度較快,僅需要1~2小時(h)的時間就可充電,達到最佳狀態;同時,鋰離子電池的漏電量極少,即使隨意放置1~2周后再拿出來用時,一樣能發揮電力、照常工作;鋰離子電池的自放電率低<8%/月,遠低于鎳鎘電池的30%和鎳氫電池的40%。
    4.鋰離子電池沒有"記憶效應",所以鋰離子電池可以在未完全放電的條件下充電而不會降低其容量。但是如果鋰離子電池已充足電還要繼續充電(過充電),則會損壞電池,鋰離子電池是目前應用非常廣泛的可充電電池。
    二、鋰離子電池的充電特性
    鋰離子電池在充電過程中,電池的電壓和充電電流都會隨充電時間而發生變化,其變化規律如圖1所示。
    
    
    圖1 鋰離子電池的充電特性曲線
    鋰離子電池充電需要控制它的充電電壓,限制充電電流和精確檢測電池電壓。鋰離子電池的充電特性與鎘鎳、鎳氫的充電特性完全不同。鋰離子電池可以在它的放電周期內任一點充電,并且可以非常有效的保持它的電荷,保持時間比鎳氫電池長兩倍以上,重量輕,其重量只有同容量鎘鎳電池的1/2,比質量密度是鎘鎳電池的4倍。鋰離子電池開始充電時,電壓緩慢上升,充電電流逐漸減小,當電池電壓達到4.2v左右時,電池電壓基本不變,充電電流繼續下降,判斷鋰離子電池充電是否結束的方法是利用檢測它的充電電流,當它的充電電流下降至某一定值時結束充電。例如鋰離子電池的充電電流降到40ma(典型值為起始充電電流的5%左右)時結束充電,也可以在檢測到鋰離子電池達到4.2v時啟動定時器,在一定的時延后結束充電。這時充電電路應有一個精度較高的電池電壓檢測電路,以防止鋰離子電池過充電。需要指出的是;鋰離子電池不需要涓流充電。
    三、ucc3957的主要特點
    ucc3957是采用bicmos工藝的3/4節鋰離子電池組充電器保護用控制集成電路。它與外部的p溝道mosfet晶體管一起對電池組充電實現兩級過電流保護,如果達到第一級過電流閥值電位時,保護電路以按用戶設定的保護時間,將外接電容放電,如果第一級保護時間到,電池過充、放電故障仍未排除,外接保護定時電容放電mosfet以17倍于第一級保護時間關斷,實施第二級保護,這對容性負載是很有用的。ucc3957在休眠工作模式下的耗電僅為3.5μa,典型工作電流為30μa,直流工作電壓范圍為6.5∽20v,充電過電流保護延時時間可通過調節外接元件參數的辦法實現。使用外部p溝道mosfet晶體管的優點是,可以保護任一節電池過放電和過充電,并保護電池組及ucc3957集成電路本身。
    3.1 ucc3957的工作原理框圖與引腳功能
    ucc3957的工作原理框圖如圖2所示。
    
    
    圖2 ucc3957的工作原理框圖
    由圖2可見,利用ucc3957內部的工作狀態選擇器可以選擇ucc3957的工作狀態,當工作于持續工作狀態時可以保護每一節鋰離子電池,使其免于過充電和過放電。而過電流控制器則用于保護電池組不致產生過大的放電電流,而損壞電池組。
    為配合不同廠家生產的鋰電池,ucc3957系列集成電路有表1所示的4種不同的過電壓保護門限值。
    
    
    表1 ucc3957-x的過電壓保護門限值(v)
    ucc3957的引腳圖如圖3所示。
    
    
    
    圖3 ucc3957的引腳圖
    ucc3957的各引腳功能如下:
    引腳1vdd:該引腳為ucc395
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