如何防止鋰電池反充
發(fā)布日期:2023-10-07
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鋰電池通常用于許多需要備用電源的設(shè)備應(yīng)用中，例如實(shí)時(shí)時(shí)鐘 (RTC) 和存儲(chǔ)設(shè)備。當(dāng)鋰電池不是電路中的單一電源時(shí)，如果電池意外連接到可為電池充電的電源，則存在火災(zāi)或爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。本應(yīng)用筆記提供了在備用電源開關(guān)電路中連接鋰電池所需的信息，以使電路符合美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室 (UL) 標(biāo)準(zhǔn)。具體而言，UL 標(biāo)準(zhǔn) 60950-1 描述了鋰電池的指南。
具有電池切換功能的 Intersil RTC 保護(hù)電路
所有具有電池切換功能的 Intersil RTC（例如 ISL12026 系列）均具有內(nèi)部保護(hù)電路，以防止反向充電。圖 1 顯示了內(nèi)部切換電路，說明了互補(bǔ)控制，該控制禁用一個(gè)電源輸入，同時(shí)啟用另一個(gè)電源輸入。兩個(gè)系列 MOSFET 開關(guān)提供安全開關(guān)和冗余。它也是從 VDD 到 VBAT 的路徑，通過用于上拉 VBAT 開關(guān)柵極的 MOSFET (M1) 和兩個(gè) 200Ω 電阻器（R1 和 R2）。如果 M1 柵極短路，流過電阻器 R1 和 R2 的電流將限制鋰電池的充電電流（當(dāng) VDD = 5.5V、VBAT = 1.8V 時(shí)，充電電流高達(dá) 9.25mA）。
為了滿足完整的 UL 安全要求，需要在這些產(chǎn)品的 VBAT 輸入中添加串聯(lián)肖特基二極管。外部二極管用于在內(nèi)部 MOSFET 和串聯(lián)電阻發(fā)生故障時(shí)提供保護(hù)。圖 2 顯示了帶有外部保護(hù)二極管的實(shí)際電路。（請(qǐng)注意，高值串聯(lián)電阻器將提供類似的保護(hù)，但會(huì)限制正常工作范圍。）
僅使用具有低反向電流的硅二極管或肖特基二極管。UL 建議的典型反向電流為 1μA?？梢允褂玫囊恍┚哂械头聪螂娏鞯亩O管包括但不限于 BAS40、BAS70 和 BAT54 二極管。
其中 Q 是電池的標(biāo)稱容量（mAh），tp 是允許的總充電時(shí)間（百分比）。對(duì)于紐扣型電池，tp 為 3%。對(duì)于圓柱形電池，tp為1%。
示例：1000mAh 紐扣電池可使用五年。
根據(jù)公式 2，Ic 為 30mAh（1000mAh x 3%（紐扣型電池）= 30mAh）。
根據(jù)公式 1，需要反向電流為 0.7μA 或更小的二極管（30mAh ÷ 使用時(shí)間（5 年 x 365 天 x 24 小時(shí)）= 0.7μA）。
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