电动自行车锂电池组保护电路设计

3 各部分电路的研究与设计
3．1 充、放电驱动电路
    充、放电驱动电路采用两组MOSFET实现控制：充电MOSFET(Q1，Q3，Q5)和放电MOSFET(Q2，Q4，Q6)。Q1～Q6均为增强型N沟道MOSFET，Id=60 A，由于此处开断频率并不高，直接采用3个MOSFET并联即可，用以增大电流驱动能力。当保护板1检测过充电时，将控制充电MOSFET组关断，此时电流无法再从Bat10-流向EB-，将禁止充电。但是，由于MOSFET的DS级两端存在寄生二极管，此时电流还是能从EB-流向Bat10-，实现带载放电功能。同理，当保护板1检测过放电时，将控制放电MOSFET组关断，此时电流无法从EB-流向Bat10-，无法放电，但仍可正常充电。

3．2 保护控制电路
    此次保护IC采用了精工公司的S-8209A芯片，内置高精度的电压检测和延时电路，同时具有通信(级联)和电量平衡功能。
    图5摘取了保护板1中前三级(1～3级)保护电路，6～10级保护电路与此相似。所选取的芯片技术指标如表1所示，对于过充电、电平衡和过放电功能都有其检测和解除电压，以确保各状态的可靠进入和退出。
    (1)过充电保护
    S-8209A在检测电池两端电压高于VCU或充电控制引脚CTLC为高电平时，都将进入过充电状态，且CO输出高阻，直至电压低于VCL退出。以第2级为例，当S2检测到第2级锂电池电压高于4．25 V时，CO引脚将变为高阻，CTLC将被内部上拉电阻上拉，导致S1的CO引脚变为高阻，进而控制驱动电路将充电MOSFET组关断。
    通过级联控制方式可以实现任何一级锂电池过充时都将充电回路关断的效果。

    (2)过放电保护
    与过充电相似，S-8209A在检测电池两端电压低于VDL或放电控制引脚CTLD为高电平时，将进入过放电状态，且DO输出高阻，直至电压高于VDU退出。级联控制方式下任一级锂电池过放时都将使放电MOSFET组关断。