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1引言 近年来，锂电池由于体积小、质量轻、能量密度高、循环寿命长、电池电压相对较高、白放电率低及无记忆效应等优点，已广泛应用于手机、笔记本电池、医疗设备以及混合动力汽车等产品中。由于锂电池的化学特性，在使用过程中遇到的充放电短路、过载、过充电和过放电等现象均会对电池造成损伤，影响正常使用，甚至危害到使用者的安全。所以，铿电池必须配备相应的保护控制系统，以有效提高锂电池的使用效率和延长锂电池的使用寿命  业界一般有单片模拟芯片和使用MCU控制的多芯片两种铿电池保护解决方案 结合MCU强大逻辑能力的智能电池管理系统，可以有效地应对电池在使用中碰到的各种异常情况，本文设计就是基于这样一个系统。由于不同应用厂商及不同应用状态对过流的要求不一致，因此，灵活的阈值可调功能可以使芯片适用范围更广，满足用户的不同要求。本文针对2~4节串联使用的锂电池提出一种阑值可编程的过流检测保护方案。该方案集合电池组充电短路SCC、电池组放电短路SCD、电池组过载OLD三种保护电路，通过各白的DAC电路进行阑值编程，能够实现各种灵活精确的过流保护 2系统功能设计 图1所示为简化的系统功能框图。正常工作时，PACK+与PACK一既可接充电器充电，也可接负载放电。当接充电器时，驱动电路开启充电MOS管CHGFET，并关闭放电MOS管DSG FET，电流流过放电控制管寄生的体二极管和CHGFET，给锂电池组充电。当接负载放电时，DSG FET开启，锂电池组通过CHG FET寄生的体二极管和DSGFET，给负载供电 通过检测采样电阻Rs两端的电压，将电流转换为电压，与设定的阑值进行比较，实现过流保护。左侧Logic电路由MCU控制，输出逻辑序列，分别控制不同的保护阑值点和延迟时问。延迟时问是为了防止保护电路工作时干扰信号的引入给充放电过程带来误动作。当充电短路发生时，SRP电压上升，对应的检测比较器动作，SCC翻转;一定延时后，CHG FET关闭，系统停止向电池充电;当充电短路解除后，系统才能再次进入电池充电模式 与充电短路过程类似，发生放电短路时，SRP电压下降，SCD翻转，一段时问延时后，驱动电路关闭DSG FET，停止向负载端放电。当负载过重时，流过MOS和电池组的电流过大，SRP端电压下降，过载检测比较器输出电压OLV翻转，经过设定时问的延迟后，系统关闭DSG FET。根据对系统的危害程度，一般将放电短路的电流阑值设定得比过载阑值高，同时，延时设计值要低一个数量级。在发生短路时，大电流流过电池组，需要在较短的时问内关断充放电回路。由此实现三种电流保护 3过流保护电路原理 实现过流检测的简化原理，三种保护实现方式类似。SRP和SRN之问接高精度采样电阻，采样电阻两端的压差分别与相应DAC电路设置的阑值电压比较，实现充电短路、放电短路、过载三种异常情况的检测和判断 4实际电路 设计了上述三种检测保护电路，实现方式基本相似。下面以充电短路检测电路为例具体说明。图3所示为充电短路实现等效原理。Ib是基准产生的零温电流，通过N4镜像提供偏置电流。SLP信号为高时，MOS管P20关断，模块没有电流，芯片进入睡眠状态，降低芯片功耗 |
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