如何防止锂电池反充
发布日期:2023-10-07
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锂电池通常用于许多需要备用电源的设备应用中，例如实时时钟 (RTC) 和存储设备。当锂电池不是电路中的单一电源时，如果电池意外连接到可为电池充电的电源，则存在火灾或爆炸的风险。本应用笔记提供了在备用电源开关电路中连接锂电池所需的信息，以使电路符合美国保险商实验室 (UL) 标准。具体而言，UL 标准 60950-1 描述了锂电池的指南。
具有电池切换功能的 Intersil RTC 保护电路
所有具有电池切换功能的 Intersil RTC（例如 ISL12026 系列）均具有内部保护电路，以防止反向充电。图 1 显示了内部切换电路，说明了互补控制，该控制禁用一个电源输入，同时启用另一个电源输入。两个系列 MOSFET 开关提供安全开关和冗余。它也是从 VDD 到 VBAT 的路径，通过用于上拉 VBAT 开关栅极的 MOSFET (M1) 和两个 200Ω 电阻器（R1 和 R2）。如果 M1 栅极短路，流过电阻器 R1 和 R2 的电流将限制锂电池的充电电流（当 VDD = 5.5V、VBAT = 1.8V 时，充电电流高达 9.25mA）。
为了满足完整的 UL 安全要求，需要在这些产品的 VBAT 输入中添加串联肖特基二极管。外部二极管用于在内部 MOSFET 和串联电阻发生故障时提供保护。图 2 显示了带有外部保护二极管的实际电路。（请注意，高值串联电阻器将提供类似的保护，但会限制正常工作范围。）
仅使用具有低反向电流的硅二极管或肖特基二极管。UL 建议的典型反向电流为 1μA。可以使用的一些具有低反向电流的二极管包括但不限于 BAS40、BAS70 和 BAT54 二极管。
其中 Q 是电池的标称容量（mAh），tp 是允许的总充电时间（百分比）。对于纽扣型电池，tp 为 3%。对于圆柱形电池，tp为1%。
示例：1000mAh 纽扣电池可使用五年。
根据公式 2，Ic 为 30mAh（1000mAh x 3%（纽扣型电池）= 30mAh）。
根据公式 1，需要反向电流为 0.7μA 或更小的二极管（30mAh ÷ 使用时间（5 年 x 365 天 x 24 小时）= 0.7μA）。
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