鉅大LARGE | 點擊量：2322次 | 2018年05月06日
執(zhí)法記錄儀如何用鋰電池保護電路？
為積極適應執(zhí)法規(guī)范化建設要求，近年來，公安部在全國政法機關率先部署開展了執(zhí)法記錄儀配備使用工作。目前，執(zhí)法記錄儀已經(jīng)成為基層一線民警開展執(zhí)勤執(zhí)法工作的“利器”。修訂后的GA/T 947.2-2015《單警執(zhí)法視音頻記錄系統(tǒng) 第2部分：執(zhí)法記錄儀》標準增加了對電池安全保護性能的要求，執(zhí)法記錄儀所使用的鋰電池組應符合GA/T 18287-2013《移動電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規(guī)范》標準中4.4條電池保護性能的要求，即鋰電池組應具備過充電保護、過放電保護和短路保護的功能。
2016年8月到10月間，三星NOTE7手機在全球范圍發(fā)生三十多起因電池缺陷造成的爆炸和起火事故，引發(fā)了社會的廣泛關注。目前鋰電池燃燒爆炸事件發(fā)生在各種應用鋰電池的電子產(chǎn)品中。鋰電池爆炸主要由于電池溫度超過100℃、過充電或者短路等情況，導致電池內(nèi)部產(chǎn)生大量熱量，最終燃燒甚至爆炸。鋰電池保護板的不合理設計也可能導致電池過熱，以致其爆炸或者燃燒，過熱成為了影響鋰電池壽命的重要問題。鋰電池大量使用在各種特種裝備中，對其安全性的要求變得更加迫切，特種裝備的生產(chǎn)制造廠商、監(jiān)管部門、標準制定部門應加強對鋰電池安全性的關注。執(zhí)法記錄儀作為執(zhí)法現(xiàn)場視音頻采集的重要設備，其重要性不言而喻，對執(zhí)法記錄儀用電池質(zhì)量進行規(guī)范，不僅確保所采集視音頻數(shù)據(jù)的完整可靠性，更保護了執(zhí)法者的人身安全。
1991年日本索尼公司推出了首個商用鋰離子可充電電池，成為能源技術領域的一個重要里程牌。鋰電池因其放電電流大、內(nèi)阻低、無記憶效應、高能量密度、綠色環(huán)保、使用壽命長、工作溫度范圍寬、自放電率低、安全性能高等優(yōu)點迅速替代了鎳鎘、鎳氫電池，成為便攜式電子設備的主流電源。國內(nèi)外許多著名半導體公司，如 Ricoh、Seiko、Texas Instruments、無錫日晟微電子、富享微電子以及南京拓微等紛紛開展了對鋰電池及保護電路的研發(fā)工作，并推出一系列鋰電池充放電保護芯片的框架及解決方案。代表性的應用芯片有：Texas Instruments的BQ2057 系列和bqTINY 系列、Seiko的S82系列、Ricoh的R54系列。國內(nèi)半導體企業(yè)也推出多款復雜程度不同的鋰電池保護芯片，代表性的應用芯片有：無錫日晟微電子的SUN4000系列和SUN5000系列、富享微電子的DW01系列以及南京拓微的TP5000、TP4057、TP4056等。目前，商用鋰電池的實際比能量多達555wh/kg，循環(huán)壽命可達2000次以上。
電池保護電路的要求
在鋰電池的實際使用中，可能存在過充電、過放電、過電流的情況，都可能嚴重損害鋰電池性能，甚至引發(fā)自燃或爆炸。在過充電狀態(tài)下，鋰電池溫度上升后熱量累積，導致電解液分解而產(chǎn)生氣體，容易使內(nèi)壓上升而造成鋰電池自燃或破裂；在過放電狀態(tài)下，電解液分解導致電池特性及耐久性劣化，所以需要限制放電電壓，保證有部分鋰離子可以留在負極，避免負極石墨層的鋰離子在放電時全部脫落回到正極，阻斷下次充電的回路，損害電池；在外部電路短路或放電電流過大時，電池內(nèi)部功率消耗增加，溫度上升，可能引起電解液的氧化或分解，造成循環(huán)壽命降低，從而影響鋰電池的使用壽命。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
溫度也是影響鋰電池性能的重要因素。若溫度過高，鋰電池性能的衰降和老化會加速，內(nèi)部熱效應相應加劇，最終可能引發(fā)爆炸；若溫度過低，鋰電池容量會迅速衰減，甚至完全沒有使用價值，即使鋰電池恢復至常溫，其部分容量也無法恢復。
綜上所述，鋰電池保護電路非常重要，而且必不可少。結合實際應用情況，鋰電池保護電路需要滿足以下要求：
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鋰電池保護電路由鋰電池供電，超低功耗的保護電路可降低鋰電池的額外損耗，提高對外輸出電量。
?。ǘ└呔葯z測電壓
鋰電池電壓低于其滿充電壓1.2%時，容量會減小9%[8]，因此，檢測電壓的偏差直接影響著鋰電池的可使用容量。
?。ㄈ┐箅妷悍秶抡_工作
由于鋰電池保護電路的供電電壓為鋰電池電壓，而鋰電池電壓可能在較大范圍內(nèi)浮動，故要求鋰電池保護電路在較大電壓范圍內(nèi)能正確地工作。
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對鋰電池進行保護時，需要完成精確、快速的控制動作。若異常情況發(fā)生而保護電路不能及時采取保護措施，同樣會影響鋰電池的使用壽命和容量，甚至引發(fā)爆炸。
?。ㄎ澹└呔珳蕶z測溫度
溫度過高或過低都會加速鋰電池的老化，鋰電池保護電路應對異常溫度做出正確及時的響應，故要求保護電路必須能精準檢測鋰電池組溫度。
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設計結構簡單的電路，避免了復雜走線，能夠在尺寸更小的PCB上完成設計，提高集成度的同時也降低了生產(chǎn)成本。
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