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可充电电池的过压/欠压保护方案(上)

发布日期:2024-01-22 18:00:51浏览量:41

上篇文章中,我们了解了不同可充电电池的特点与用途。现在我们来了解一下,一般可充电电池电源输入端需要的保护措施,过压/欠压保护。

过压保护是指为防止输入电源超过设定的安全工作范围需要使用的过压保护电路,如稳压器、过压保护芯片等,可以在输入电压过高时自动切断电源,保护电池和电路不受损坏。欠压保护则是欠压保护电路用于确保在输入电源电压低于一定范围时,系统能够正常工作或进入安全模式。低电压关断电路等措施可以防止电池过度放电导致损坏或影响使用寿命。

可充电电池的过压/欠压保护方案(上)_https://www.lutefuse.com_技术中心_第1张

 

过压/欠压保护在一定程度上属于是一类的问题,即电压因为电源电压波动导致的过高或过低,过压/欠压保护电路则需要在输入电压过高/过低时自动切断电路。使用稳压器可以稳定电压,防止电压过高/过低。但如果是元件损坏或,连接不良等问题导致的快速变化的电压波动,稳压器的效率与反应时间长等问题则暴露而已。

过压/欠压保护芯片作为集成化元件,通常由一个电压比较器、一个误差放大器、一个控制电压源和一个输出电压源组成,其功耗问题和集成度容易影响设备小型化与便携程度。其电压检测精度可能也不够,导致在阈值附近出现误判、漏判的问题,存在潜在危害。这也是电压比较器的问题。

而利用伏安特性抑制电流通过的电压敏感电阻,其缺点也是因为其伏安特性呈非线性,导致其响应特性与常规电阻不同,影响电路的正常工作。且当电压敏感电阻承受大电流时,其钳位电压较大,也会影响电路的精度和稳定性。还有在高频信号系统中会引入较大的寄生电容,影响信号传输的品质,与长期使用易老化的可靠性问题。

可充电电池的过压/欠压保护方案(上)_https://www.lutefuse.com_技术中心_第2张

继电器的缺点是体积大,物理触点易损(机械磨损、电弧、热损伤),响应慢等问题。可控硅则是触发条件难控(正弦波或脉冲),工作积热易热损伤。且两者都存在一定噪音。而传统保险丝的缺点就是容易误熔断,响应时间长,维修不便。自恢复保险丝的问题就是漏电流与再接通。瞬态电压抑制器TVS的不足就是通流小不耐压。

由此可见得在过压/欠压保护中直接使用单个的某种电子元器件就会存在各种可控与不可控问题,如何在不敏感的不可控与敏感的可控设计中权衡成本、体积、性能的比重,则成了产品设计师最头疼的问题之一。

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