锂电池保护板

锂电池保护板1.保护板的组成

锂电池保护电路中，锂电池保护板（充电式）需要保护的原因由其自身的特性决定. 由于锂电池保护板本身的材料决定了它不能被过充电，过放电锂电池充放电电路图，过电流，短路和超高温充电和放电，因此锂电池保护板将始终对锂电池组件进行精细的保护. 板和一份当前保险出现设备. 锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC完成. 保护板由电子电路组成. 它可以在-40℃至+85℃的环境下随时准确地监控电池的电压以及充电和放电电路的电流. 控制电流回路的开和关； PTC可以防止在高温环境下严重损坏电池.

锂电池保护板通常包括控制IC，MOS开关，电阻器，电容器和辅助设备NTC，ID存储器等. 其中，控制IC控制MOS开关在所有正常条件下均导通，从而使电池与外部电路通信，并且当电池电压或环路电流超过指定值时，它立即（数十毫秒）控制MOS开关关闭. 保护电池安全. NTC是负温度系数的缩写，表示负温度系数. 当环境温度升高时，其电阻值会降低. 使用电气设备或充电设备及时做出反应，控制内部中断并停止充电和放电. ID存储器通常是单线接口存储器. ID是Identification的缩写，表示身份识别，并存储诸如电池类型和生产日期之类的信息. 可以在产品可追溯性和应用程序限制中发挥作用.

第二，锂电池保护板的主要作用

锂电池保护电路通常需要控制（IC）来检测控制电池电压以及-25℃〜85℃下的充电和放电电路的工作电流和电压. 在所有正常条件下，打开C-MOS开关可使电池和保护电路板处于正常工作状态，并且当环路中的电池电压或工作电流超过比较电路的预设值时，控制IC在15至30ms（不同的控制IC和C-MOS具有不同的响应时间）之内，关闭CMOS，即关闭电池放电或充电电路，以确保用户和电池的安全.

1，正常状态

在正常状态下，N1的“ CO”和“ DO”引脚输出高电压，两个MOSFET都处于导通状态，并且电池可以自由充电和放电，因为MOSFET的导通电阻为很小，通常小于30毫欧，因此其导通电阻对电路的性能影响很小.

在这种状态下，保护电路的电流消耗为μA电平，通常小于7μA.

2. 过充保护

锂离子电池所需的充电方法是恒定电流/恒定电压. 在充电开始时，恒定电流被充电. 在充电过程中，电压将上升到4.2V（取决于正极材料，某些电池需要恒定的电压值（为4.1V）），然后变为恒定电压充电，直到电流越来越小.

锂电池保护板在对电池充电时，如果锂电池保护板充电器电路失控，则电池电压超过4.2V后，电池电压将继续充电. 此时，当电池电压超过4.3V时，电池电压将继续升高. 电池的化学副反应会增加，这会导致电池损坏或安全问题.

在带有保护电路的电池中，当控制IC检测到电池电压达到4.28V（此值由控制IC确定，不同的IC具有不同的值）时，其“ CO”引脚将从高电压变为至零电压使T1从开到关，从而切断充电电路，从而使充电器不再为电池充电，并起到了过充电保护的作用. 此时，由于T1随附有体二极管VD1，因此锂电池保护板电池可以通过二极管释放外部负载.

从控制IC检测到电池电压超过4.28V到关闭T1信号之间还有一个延迟时间. 该延迟时间的长度由C2确定，通常设置为1秒钟左右锂电池充放电电路图，以避免由于干扰而造成干扰并引起误判.

3. 过度放电保护

当电池放电至外部负载时，其电压将随着放电过程逐渐降低. 当锂电池保护板的电池电压降至2.5V时，其容量已完全放电. 负载放电会永久损坏电池.

在电池放电过程中，当控制IC检测到电池电压低于2.3V（此值由控制IC确定，不同的IC具有不同的值）时，其“ DO”引脚将从高电压变为到零电压时，将T2从导通切换到关断，从而切断放电电路，使锂电池保护板的电池无法再对负载放电，从而起到了过放电保护的作用. 此时，由于T2中包含人体二极管VD2，充电器可以通过二极管为电池充电.

因为在过放电保护状态下不能降低电池电压，所以要求锂电池保护板的电流消耗非常小. 此时，控制IC将进入低功耗状态，整个保护电路的功耗将小于0.1μA. 从控制IC检测到电池电压低于2.3V到关闭T2信号之间还有一个延迟时间. 该延迟时间的长度由C2确定，通常设置为大约100毫秒，以避免干扰引起的错误. 判断.

4. 过电流保护

由于锂离子电池的化学特性，电池制造商规定最大放电电流不能超过2C（C =电池容量/小时）. 当电池放电超过2C电流时，将导致永久性损坏或发生电池安全问题.

在锂电池保护板的正常放电过程中，当放电电流串联通过两个MOSFET时，由于MOSFET的导通电阻，将在MOSFET两端产生电压. 电压值U = I * RDS * 2，RDS是单个MOSFET的导通电阻. 控制IC上的“ V-”引脚检测到该电压值. 如果由于某种原因负载异常，则环路电流将增加. 当环路电流很大时，U> 0.1V（该值由控制IC确定，不同的IC具有不同的值）时，其“ DO”引脚将从高压变为零电压，从而使T2从导通变为断开，从而切断放电电路，使环路中的电流为零，从而提供了过电流保护.

从控制IC检测到过电流到发出关闭T2信号的时间之间还有一个延迟时间. 此延迟时间的长度由C2确定，通常约为13毫秒，以避免由于干扰而引起的误判.

在上述控制过程中，可以知道过电流检测值不仅取决于控制IC的控制值，还取决于MOSFET的导通电阻. 当MOSFET的导通电阻较大时，对于相同的控制IC，其过流保护值越小.

5. 短路保护

当锂电池保护板释放负载时，如果环路电流过大以至U> 0.9V（该值由控制IC确定，则不同的IC具有不同的值），则控制IC会确定负载为短路. “ DO”引脚将迅速从高压变为零电压，从而使T2从导通变为截止，从而切断放电电路并起到短路保护的作用. 短路保护的延迟时间非常短，通常少于7微秒. 其工作原理与过电流保护相似，但判断方法不同，保护延迟时间也不同.

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