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电路设计->电源电路图->充电电路图->TI的锂离子电池充电保护集成电路UCC3957

TI的锂离子电池充电保护集成电路UCC3957

作者:sylar时间:2009-08-26

  简介:本文主要介绍了采用UCC3975的3/4节锂离子电池充电电路和有关保护电路的工作原理和锂离子电池充电的主要特性。

  Abstract: This paper has mainly introduced the UCC3975's application in 3/4 cell lithium-ion batteries in charging and it's protection. Also has introduced the lithium-ion cell's charge property.

  关键词:锂离子电池、充电、保护

  Key words: lithium-ion,charge, protector.

  一、锂离子电池特点

  锂离子电池与其他电池相比,主要有以下优点。

  1.电压高

  所标志的开路电压通常为3.6V,而镍氢和镍镉电池的开路电压为1.2V。

  2.容量大

  能量高、储存能量密度大,是锂电池的核心价值所在,以同样输出功率而言,锂离子电池的重量不但比镍氢电池轻一半,体积也小20%。

  3.放电率

  锂离子电池的充电速度较快,仅需要1~2小时(h)的时间就可充电,达到最佳状态;同时,锂离子电池的漏电量极少,即使随意放置1~2周后再拿出来用时,一样能发挥电力、照常工作;锂离子电池的自放电率低<8%/月,远低于镍镉电池的30%和镍氢电池的40%。

  4.锂离子电池没有"记忆效应",所以锂离子电池可以在未完全放电的条件下充电而不会降低其容量。但是如果锂离子电池已充足电还要继续充电(过充电),则会损坏电池,锂离

  子电池是目前应用非常广泛的可充电电池。

  二、锂离子电池的充电特性

  锂离子电池在充电过程中,电池的电压和充电电流都会随充电时间而发生变化,其变化规律如图1所示。

  

 

  图1 锂离子电池的充电特性曲线

  锂离子电池充电需要控制它的充电电压,限制充电电流和精确检测电池电压。锂离子电池的充电特性与镉镍、镍氢的充电特性完全不同。锂离子电池可以在它的放电周期内任一点充电,并且可以非常有效的保持它的电荷,保持时间比镍氢电池长两倍以上,重量轻,其重量只有同容量镉镍电池的1/2,比质量密度是镉镍电池的4倍。锂离子电池开始充电时,电压缓慢上升,充电电流逐渐减小,当电池电压达到4.2V左右时,电池电压基本不变,充电电流继续下降,判断锂离子电池充电是否结束的方法是利用检测它的充电电流,当它的充电电流下降至某一定值时结束充电。例如锂离子电池的充电电流降到40mA(典型值为起始充电电流的5%左右)时结束充电,也可以在检测到锂离子电池达到4.2V时启动定时器,在一定的时延后结束充电。这时充电电路应有一个精度较高的电池电压检测电路,以防止锂离子电池过充电。需要指出的是;锂离子电池不需要涓流充电。

  三、UCC3957的主要特点

  UCC3957是采用BiCMOS工艺的3/4节锂离子电池组充电器保护用控制集成电路。它与外部的P沟道MOSFET晶体管一起对电池组充电实现两级过电流保护,如果达到第一级过电流阀值电位时,保护电路以按用户设定的保护时间,将外接电容放电,如果第一级保护时间到,电池过充、放电故障仍未排除,外接保护定时电容放电MOSFET以17倍于第一级保护时间关断,实施第二级保护,这对容性负载是很有用的。UCC3957在休眠工作模式下的耗电仅为3.5μA,典型工作电流为30μA,直流工作电压范围为6.5∽20V,充电过电流保护延时时间可通过调节外接元件参数的办法实现。使用外部P沟道MOSFET晶体管的优点是,可以保护任一节电池过放电和过充电,并保护电池组及UCC3957集成电路本身。

  3.1 UCC3957的工作原理框图与引脚功能

  UCC3957的工作原理框图如图2所示。



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