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负载断开开关停止电池放电,以保护可充电电池

来源:analog 发布时间:2023-10-18

摘要: 电压检测器和充电泵逆变器形成负载断开开关,停止电池放电,以保护可充电电池免受深度放电。负载检测开关仅使用8µA。

该设计思想展示了一个电压检测器MAX8211和电荷泵逆变器MAX680,它们构成了一个负载断开开关。此负载检测开关仅使用8µA,并停止电池放电,以保护可充电电池免受深度放电。

深度放电会损坏可充电电池。图1电路通过将电池与其负载断开,在终端电压下降的预定水平上停止电池放电。晶体管Q1充当开关。当开关闭合时,整个电路的功耗约为500µA,当开关打开时,整个电路的功耗约为8µA。

选择上、下电压阈值V(U)和V(L),可以设置R1、R2和R3的值:

R1 = r2 × [(v (l)/1.15) - 1]
R3 = 1.15 × r1 /(v (u) - v (l))

电池电压(V+)必须大于V(U)才能启动电路。然后,微功率电压检测器IC1为IC2供电,但仅当V+保持在V(L)以上时。否则,IC2的功率损失将从Q1移除栅极驱动器,将其关闭。如图所示,当V+达到3.1V的V(L)时,电路将3节镍镉电池与负载断开。大约0.5V的迟滞可以防止开关在负载被移除时立即打开;V+必须先返回到V(U) (3.6V)。

IC2是双电荷泵逆变器,通常将5V转换为10V。电容C2、C3和芯片正电压侧的两个二极管形成电压三倍器,为高侧浮源MOSFET开关Q1产生约2(V+)栅极驱动。

栅极驱动随电池电压下降,导致Q1导通电阻在V+达到3.1V阈值之前达到最大值≈0.1欧姆。此时300mA的负载电流会在断开开关处造成30mV的下降;对于更高的电池电压,下降将减少2mV到3mV。电阻R4通过为C3提供放电路径来确保Q1的关断。


图1所示 当电池电压降到R1和R2设定的阈值以下时,电压检测器芯片(IC1)从电荷泵IC2中移除功率,IC2通过移除其栅极驱动器关闭高侧开关Q1



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