锂电池保护板原理详细分析锂电池保护板原理详细分析
锂电池(可充型)之所以需要保护,是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定 了它不能被过
充、过放、过流、短路及超高温充放电,因此锂电池锂电组件总会跟着一块精致的保护板和一片电流保险器出
现。 锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC等电流器件协同完成,保护板是由电子电路组成,在-40℃
至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流,及时控制电流回路的通断;PTC在高温环境下
防止电池发生恶劣的损坏。 普通锂电池保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件
FUSE、PTC、NTC、ID、存储器等。其中控制IC,在一切正常的情况下控制MOS开关导通,使电芯与外电路
导通
锂电池(可充型)之所以需要保护,是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定
了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,因此锂电池锂电组件总会跟着一块精致的保护板和一片电流保险器
出现。
锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC等电流器件协同完成,保护板是由电子电路组成,在-40℃至+85℃的环境下
时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流,及时控制电流回路的通断;PTC在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。
普通锂电池保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件FUSE、PTC、NTC、ID、存储器等。其中控制
IC,在一切正常的情况下控制MOS开关导通,使电芯与外电路导通,而当电芯电压或回路电流超过规定值时,它立刻控制
MOS开关关断,保护电芯的安全。
在保护板正常的情况下,Vdd为高电平,Vss,VM为低电平,DO、CO为高电平,当Vdd,Vss,VM任何一项参数变换
时,DO或CO端的电平将发生变化。
锂电池保护电路 锂电池保护电路
由于锂电池的化学特性,在正常使用过程中,其内部进行 电能与化学能相互转化的化学正反应,但在某些条件下,如
对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副 反应,该副反应加剧后,会严重影响电池的性能与使用寿命,
并可能产生大量气体,使电池内部压力迅速增大后爆炸而导 致安全问题,因此所有的锂电池都需要一个保护电路,用于 对
电池的充、放电状态进行有效监测,并在某些条件下关断 充、放电回路以防止对电池发生损害
下图为一个典型的锂电池保护电路原理图。 下图为一个典型的锂电池保护电路原理图。
如上图所示,该保护回路由两个MOSFET(V1、V2)和一个控制IC (N1)外加一些阻容元件构成。控制I
C负责监测电池电压与回路电流, 并控制两个MOSFET的栅极,MOSFET在电路中起开关作用,分别控制 着充电
回路与放电回路的导通与关断,C3为延时电容,该电路具有过充 电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护功能,其工
作原理分析如 下:
1、正常状态 1、正常状态
在正常状态下电路中N1的“CO”与“DO”脚都输出高电压,两个MOSFET 都处于导通状态,电池可以自由地进行
充电和放电,由于MOSFET的导 通阻抗很小,通常小于30毫欧,因此其导通电阻对电路的性能影响很小。 此状态下
保护电路的消耗电流为μA级,通常小于7μA。
2、过充电保护 2、过充电保护
锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压,在充电初期,为恒流充电,随着充电 过程,电压会上升到4.2V(根据
正极材料不同,有的电池要求恒压值为4.1V),转 为恒压充电,直至电流越来越小。 电池在被充电过程中,如果充电
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