铅酸电池的过流/过放电保护

本应用笔记介绍了使用带有内部双通道比较器的电流检测放大器来监视和防止电池电压过低和电池电流过高。虽然是为铅酸电池编写的，但电路和概念可以扩展到NiCd，锂离子电池和其他电池化学成分。外部功率 P 沟道 MOSFET 与电池及其负载串联。它用作常闭开关，如果电流检测放大器和比较器检测到高负载电流或低电池电压，则可以打开该开关。高电流比较器可以锁存以检测短暂的过流，并通过外部按钮复位。

图1电路通过在存在过大电流（超过5A）或指示过度放电（<10.5V）的低端电压时断开其负载来保护铅酸电池。电池和负载通过一个 0.025Ω 检流电阻 （R1） 和 p 沟道功率 MOSFET （T1） 连接。T1可以处理20V的漏源电压和大于5A的连续电流。

图1.故障条件（电池端电压< 10.5V 或电池电流 > 5A）导致 T1 打开且 LED1 亮起。

IC2是一款微功耗器件，仅吸收50μA的电源电流。它包含一个双通道比较器和一个高边电流检测放大器，其输出电流与流经R1的电流成正比。顶部比较器 （C2） 通过 R2/R3 检测电池电压，并在电压降至 10.5V 以下时将 COUT2 驱动为低电平。该操作打开 LED1，关闭 T3，并允许 R4 通过将栅极拉高来关闭 T1。因此，当电池电压小于10.5V时，电池负载被移除。为电池充电会自动使 T1 重新打开。C2的内部1.5%迟滞可防止输出振荡接近开关阈值。

高压微功耗线性稳压器 （IC1） 为上拉电阻 R7 和 R8 提供稳定的 5V。它还提供故障指示灯 LED1 所需的 2.25mA 电流。IC1 可接受高达 28V 的输入电压，最大静态电源电流仅为 8μA。

锁存比较器C1的输出通常为低电平，关闭T2并允许正常工作。当高于 5A 的负载电流驱动 CIN1 电压高于 0.6V 时，漏极开路输出 COUT1 锁存为高电平（开路），允许 R7 将 T2 的栅极拉高。CIN2 上产生的低电平将 COUT2 驱动为低电平，断开负载并像过放电一样点亮 LED1，只是负载保持断开状态，直到 IC2 的/RESET输入（通常通过 R8 拉高）通过常开按钮开关 SW1 拉至地。

审核编辑：郭婷