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基于ICL7107的锂电池保护板漏电流测试仪

2018年02月08日 15:37 次阅读

引言

在便携式应用场合,迫切需要有容量高、体积小、重量轻的电池。目前,在一次、二次电池中,锂电池已经取代镍镉、镍氢电池得到了广泛的应用。但锂电池存在“对过充电、过放电的耐受力差”的缺点,所以,锂电池都必须配有保护电路板,对锂电池的过充电、过放电起保护作用。保护板由锂电池供电,正常耗漏电流为2μA~3μA,如果保护板的漏电流超过5μA,将引起电池存储寿命缩短,严重时可使电池损坏。因此,迫切需要一种测试仪对锂电池保护板漏电流进行检测。

本研究利用集成电路ICL7107设计锂电池保护板漏电流快速检测仪。

1、保护电路漏电流过大的危害分析

1.1、保护电路分析

锂电池保护电路原理图如图1所示。图中U1采用日本理光R5421N151F锂电池保护芯片,U2采用三洋FTD2017金属氧化物半导体管(MOST)。当锂电池在工作过程中出现过充、过放、过流、短路等异常情况时,U2作为开关器件,将迅速切断电路,以保证锂电池的安全。

基于ICL7107的锂电池保护板漏电流测试仪

图1 锂电池保护电路原理图

1.2、产生漏电流的环节

由图1可知,锂电池保护电路产生的漏电流包含以下3个环节:①电容C1产生的漏电流;②R5421N151F芯片的内部工作电流;③FTD2017金属氧化物半导体管产生的漏电流。

当电容C1产生过大的漏电流,或R5421N151F芯片异常产生过大的内部工作电流,或FTD2017晶体管G-S静电击穿,或PCB线路板铜箔因距离近引起走线短路时,保护电路将产生过大的漏电流。

1.3、漏电流过大的危害分析

从图1可知,保护板接在电池两端。当保护板自身漏电流过大时,一方面保护板本身无法对系统起有效保护作用;另一方面将使锂电池存储寿命缩短,严重时可使电池损坏。据统计,保护板漏电流过大,约占总量3‰左右。由于保护板漏电流过大具有很大的隐蔽性,一般须经3~6个月的使用后才能发觉,如锂电池的价格以20元/块、产量以10000块/天计算,将造成锂电池生产厂家每天600元的损失,一年将产生20万元的退货,并造成负面的信誉影响。

2、保护板漏电流测试原理分析

2.1、测试仪工作原理

测试仪由基准电路、测试电压电路、比较电路、数显312/微安表、报警电路等部分组成,其原理图如图2所示。

基于ICL7107的锂电池保护板漏电流测试仪

图2 保护板漏电流测试仪原理图

基准电路:R1,DW1组成2.5V的低温飘高稳定电压信号源,经R2,W1分压,得到约5mV的基准电压。基准电压加比较电路LM358的反相输入端。

测试电压电路:本测试仪按锂电池的工作电压为4.2V设计,经DW2稳压,通过调整W2获得4.2V电压,作为保护板测试电压。

保护板测试用电压通过OUT+,OUT-插座和测试表笔,加到保护板两端,保护板漏电流通过电阻R7产生一个电压降:

UR7=I漏&TImes;R7=XμA&TImes;(1&TImes;103)Ω=XmV(假设漏电流为xμA)

漏电流在电阻R7上产生的电压降,同时通过电阻R3,电容C4滤波,加在LM358的同相输入端,与5mV的基准端比较,当漏电流较大,在R7上形成的压降超过5mV,LM358的同相输入端电压超过反相输入端,输出端电位变高,驱动9013,带动蜂鸣器产生声音告警信号。

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电池技术钴材料需求大增 锂电池依然是主导

新能源汽车的推广和普及进一步拉动了新电池技术的需求。如今巨头纷纷抢购钴材料,锂电池的需求还在持续增长...

发表于 2018-02-26 15:00 222次阅读
电池技术钴材料需求大增 锂电池依然是主导

锂电池与燃料电池比较

本文主要详细对锂电池和燃料电池低温性能以及可靠性上进行比较。低温对锂离子动力电池和PEMFC电堆的影...

发表于 2018-02-26 08:54 322次阅读
锂电池与燃料电池比较

锂电池软包和硬包锂电池的区别介绍

本文开始介绍了锂离子电池结构和锂离子电池工作原理,其次介绍了软包锂电池参数及优缺点,最后阐述了锂电池...

发表于 2018-02-24 16:35 2021次阅读
锂电池软包和硬包锂电池的区别介绍

一种锂电池无尘合浆新工艺优势介绍

笔者开发了一种用于锂电池粉体活性材料的完全无尘清洁合浆技术,并进行了相应的知识产权保护布局。通过在锂...

发表于 2018-02-23 12:49 851次阅读
一种锂电池无尘合浆新工艺优势介绍

中国锂电池企业前十名都有哪些_中国锂电池企业巨头...

锂是一种金属元素,其化学符号为Li(其英文名为lithium),是一种银白色、十分柔软、化学性能活泼...

发表于 2018-02-23 10:08 5269次阅读
中国锂电池企业前十名都有哪些_中国锂电池企业巨头...

简单解析锂电池负极存在的四大问题

锂离子电池的输出电压等于其正极电压和负极电压的差值,所以,锂离子电池负极的脱嵌锂电压决定了电池的输出...

发表于 2018-02-23 09:45 612次阅读
简单解析锂电池负极存在的四大问题

大规模A/D转换器ICL7107在卫星电视接收机...

双积分型A/D转换器ICL7107是一种间接A/D转换器。它通过对输入模拟电压和参考电压分别进行两次...

发表于 2018-02-23 03:35 553次阅读
大规模A/D转换器ICL7107在卫星电视接收机...

新能源汽车动力锂电池报废高峰已至

2017年中国新能源汽车累计生产79.4万辆,销售77.2万辆,比上年同期分别增长53.8%和53....

发表于 2018-02-22 22:18 1021次阅读
新能源汽车动力锂电池报废高峰已至

动力电池限制放电深度的三大原因

几乎所有使用锂电池的电动汽车都会规定不能将电池的全部容量用于行驶,总是会留下几千瓦时作为电池的缓冲。...

发表于 2018-02-19 17:20 2212次阅读
动力电池限制放电深度的三大原因

锂电池产业链发展趋势与资本市场投资分析

本文详细介绍了2017锂电产业链和资本市场表现回顾、同时介绍了细分行业的市场,最后对于锂电行业的投资...

发表于 2018-02-19 10:27 2191次阅读
锂电池产业链发展趋势与资本市场投资分析

看看那些被“踢出局”的欧美锂电产业

谈及当今全球锂电产业的基本格局,大家首先想到的是中日韩三足鼎立的战略局面。至于这个基本战略格局是如何...

发表于 2018-02-15 23:33 2494次阅读
看看那些被“踢出局”的欧美锂电产业

受动力电池带动 锂电新三板企业扎堆IPO

2016年中国锂电产业链产值突破2000亿元,同比2015年增长超过40%。其上游矿产、四大关键材料...

发表于 2018-02-14 22:17 3933次阅读
受动力电池带动 锂电新三板企业扎堆IPO

基于ICL7107的数显低频频率计设计

本设计以一个十进制三位半的数字电压表为基础,配合外接电路,构成频率计。三位半数字电压表以大规模CMO...

发表于 2018-02-12 17:23 386次阅读
基于ICL7107的数显低频频率计设计

锂电池板块陷入调整 后市有无反弹机会?

昨日,受新能源汽车补贴大幅退坡传闻影响,锂电池板块遭受重挫。盐湖股份、先导智能、创新股份等6只股票跌...

发表于 2018-02-12 16:04 151次阅读
锂电池板块陷入调整 后市有无反弹机会?

固态电池的出现,让锂电池无地自容

目前消费电子行业电池是最大短板,在新技术突飞猛进的今天,电池技术还是停留在之前古老的锂电池上,这让手...

发表于 2018-02-12 11:28 645次阅读
固态电池的出现,让锂电池无地自容

动力电池企业或被淘汰 全国产能利用率只有40%

伴随着国家对动力电池能量密度要求的增高,产品进入市场的门槛同时也被提高,据调查得知,目前动力电池的全...

发表于 2018-02-07 13:43 67次阅读
动力电池企业或被淘汰 全国产能利用率只有40%