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TI的锂离子电池充电保护集成电路UCC3957
来源:本站整理  作者:佚名  2009-12-30 11:39:28



5.电池连接不正常保护
UCC3957具有被充电电池盒内电池连接不正常的保护功能。如果和电池连接的引脚4AN1、5AN2或6AN3连接不正常、断连接,UCC3957可以检测到并可预防电池组过充压。

6.过电压保护与智能放电特性
如果某一电池充电电压超过正常过充电阀值电位,则充电FET晶体管VT1关断,以防止电池过充电。关断一直保持到该电池电压降低到过充电阀值电位。在大多数保护电路设计中,在该过电压保护带(在正常值∽过充电阀值之间,或反之,在过充电阀值∽正常值之间),充电FET晶体管VT1一直处于保护的完全关断工作状态,此时放电电流必须通过充电FET晶体管VT1的体二极管,该二极管的压降高达1V,从而在充电FET晶体管VT1内产生极大的功耗,消耗宝贵的电池功率。

UCC3957具有独到的智能放电特性,它可使充电FET晶体管VT1对放电电流导通(仅对放电而言)而仍然处于过电压回差范围之内。这样就大大减少了充电FET晶体管VT1上的功耗。这一措施是通过采样流经电流检测电阻RSENES上的电压降来完成的,如果这个电压降超过15mV(0.025Ω电流检测电阻对应0.6A的放电电流),则充电FET晶体管VT1再次导通。此例中,若20mW的FET晶体管,其体二极管电压降为1V,对应为1A负载,则VT1的功耗由1W降至0.02W。

7.过电流保护
UCC3957采用二级过电流保护模式保护电池组的过充电电流和电池组短路,当电流检测电阻RSENSE(接在引脚AN4与引脚BATLO之间)上的电压降超过某一阀值电位时,过电流保护进入打嗝儿保护工作模式。在这一工作模式时,放电FET晶体管VT2周期性地关断与导通,直到故障排除。一旦故障排除,UCC3957自动恢复正常工作。

为了适应大的容性负载,UCC3957有两个过电流阀值电压,对应每一阀值电压可以设定不同的延迟时间。这种二级过电流保护既可对短路提供快速的响应,又可使电池组承受一定的浪涌电流。这样可防止由于滤波电容较大而引起不必要的过电流误保护动作。

第一级过电流保护阀值电位为150mV,对应0.025Ω的电流检测电阻,过电流阀值为6A。如果峰值放电电流持续时间超过该值所设定的时间(由接在CDLY1和地之间的电容设定),UCC3957进入打嗝儿保护工作模式。打嗝儿保护工作模式时的占空比约为6%,即关断时间大约是导通时间的17倍。

第二级过电流阀值电位为375mV,对应0.025Ω电流检测电阻,过电流阀值为15A。如果峰值放电电流超过该电位值所设定的时间(由接在CCDLY2和地之间的电容设定),UCC3957进入打嗝儿保护工作模式,并且占空比一般小于1%。而关断时间tOFF仍然由接在CCDLY1与地之间的电容决定。这一技术大大地降低了短路时FET晶体管VT2上的功耗,从而降低了对FET晶体管VT2的使用要求。

当CDLY1=0.022μF时,则对应第一级过电流的(当电流大于6A而小于15A时)导通时间tON大约为大约10ms,关断时间tOFF大约为160ms,占空比为5.9%;当电流超过15A时如果不用CDLY2,则第二级过电流保护的占空比为0.1%;如果CDLY2取22PF时,则对应的导通时间为800μs,占空比为0.5%。

4.2 UCC3957的典型应用电路

采用UCC3957的4节电池组的典型保护电路如图4所示。

图4 4节锂电池充电电路的典型保护电路

图4中,VR1和R2用于当充电器开路充电电压过高时,保护充电FET晶体管VT1。在该应用电路中,短路时放电FET晶体管VT2关断,由于电池组输出的分布电感,这时的会产生一个电压的负突变;这一负突变会超过放电FET晶体管VT2的耐压值,这一负突变也会损坏UCC3597。图4中的VD1对这一负突变箝位以保护放电FET晶体管VT2,C5应直接置于电池组的顶端和底端。

由于当放电过电流保护时,放电FET晶体管VT2产生的负电压过充电与的大小有关,而与放电FET晶体管VT2的导通和关断驱动脉冲的上升、下降时间有关。故图4中用R3、C5、R4来控制的大小。

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