三星電池為什麼會爆炸？鋰電池管理設計，安全不小覷

三星電池為什麼會爆炸？

據三星官方給出的答案是：電池，或者更確切地說是，SDI電池供應商的設計，坑了他們。雖然後面推出“小黑點”“安全版”的傳聞更換ALT的電池，然並卵，後面發生了什麼大家都很清楚了。其實可能連三星都找不到具體問題出在哪裡。

鋰電池管理系統不是簡單的一塊電池的問題

由於鋰電池本身的敏感性，鋰電池管理系統是一個綜合性的科學系統，從電池的設計、生產到應用，任何一個環節考慮不周，都有可能導致鋰電池的燒燬。

鋰電池的保護系統

鋰電池很脆弱，鋰電池過充，過放電都會影響電池的壽命，短路危害更大，甚至直接爆燃。所以設計一個安全的鋰電池保護電路就顯得尤為重要。

下面是DW03鋰電池管理芯片的應用原理圖：

鋰電池保護電路就好比保險絲，給電池加一層保險，當出現過流、過充或短路導致電流過大時，芯片內部就會自動斷路保護鋰電池。

下面看一個DW03的鋰電池保護芯片的內部原理框圖：

過充電壓保護原理：

在鋰電池充電時，當電池電壓高於過充檢測電壓（VCU），並持續時間達到過充電壓檢測延遲時間（tCU）或更長，DW03將控制MOSFET以停止充電。

過放電壓保護原理：

在鋰電池放電時，若鋰電池電壓降到過放檢測電壓（VDL）以下時，並持續達到過放電壓檢測延遲時間（tDL）或更長，DW03內部switch將切斷電池和負載的連接，停止放電。

過放電流保護：

當放電電流大於或等於設定值並且持續時間超過過電流檢測延遲時間時，DW03會關斷放電FET停止放電，達到保護鋰電池的目的。

負載短路保護原理：

若BAT-電壓高於短路保護電壓（VSHORT），DW03將與負載斷開停止放電。若延遲時間不超過tSHORT，當BAT-電壓高於短路保護電壓（VSHORT）時，例如負載被移除，負載短路情況將解除。

鋰電池充電系統

鋰電池充電芯片這裡採用的是專業獨立硬件充電芯片TC4056A，原理圖如下：

專用芯片充電過程的三個階段：

1. 恆流充電：剛開始採用恆流、大電流充電，快速補充電池電量。

2. 恆壓充電：電池大電流充電接近4.1V左右時，逐步自動調整為恆壓充電狀態，充電電流變小。

3. 涓流充電：電池電壓接近4.2V時，充電電流繼續變小，進入到涓流充電狀態，一來防止過充，二來可以真正將電池充滿（4.2V），不會浮充。

鋰電池升壓系統

由於鋰電池充滿電的電壓只有4.2V，而一般的鋰電池應用需要5V或者更高的電壓，則需要設計升壓電路。

如下是一個ME2159的升壓電路原理圖，可以達到5V/2A的輸出功率。

FB為升壓的電壓輸出控制反饋端，這個升壓電路設置為5V輸出，如果供電線路較長，如需接充電線供電，則需要考慮內阻損耗，可以適當將電壓調高几百mV，R21、R22為輸出電壓反饋調整電阻，具體計算可參考ME2159的數據手冊。

以上就是一個鋰電池硬件三合一設計，包括鋰電池保護（過充、過放、短路保護），鋰電池充電電路，鋰電升壓電路。

鋰電池管理設計，安全不小覷，對於鋰電池充放電保護系統電路的設計，更應該仔細考慮。

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