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  • 鋰電池保護(hù)板組成,工作原理,原理圖介紹
    • 發(fā)布時間:2024-05-11 17:23:34
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    鋰電池保護(hù)板組成,工作原理,原理圖介紹
    鋰電池保護(hù)板的組成
    保護(hù)板通常包括控制IC、MOS開關(guān)及輔助器件NTC、ID、存儲器等。其中控制IC,在一切正常的情況下控制MOS開關(guān)導(dǎo)通,使電芯與外電路溝通,而當(dāng)電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時,它立刻控制MOS開關(guān)關(guān)斷,保護(hù)電芯的安全。
    鋰電池保護(hù)
    常見的鋰電池保護(hù)板電路圖
    鋰電池保護(hù)
    如圖所示,一般的鋰電池保護(hù)板由控制IC、MOS管、電阻電容、保險絲FUSE等組成。
    TH為溫度檢測,內(nèi)部是一個10K NTC接到電池負(fù)極;ID是電池在位檢測,一般是47K/10K電阻接到電阻負(fù)極,有的是0R電阻;TH和ID均是選配,并不是所有鋰電池都有的。
    鋰電池保護(hù)板工作原理
    一般鋰離子電池內(nèi)部會有一個小的PCB板,和電池封裝在一起,主要作用就是用來保護(hù)電池。
    這個電路板根據(jù)組成電路不同,一般會有過放保護(hù)、過充保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)以及控制IC失效之后的FUSE保護(hù)這幾種。
    過充保護(hù)
    電池充電時,電流(方向如箭頭所示)從電池包的正極流入,經(jīng)過FUSE后從負(fù)極流出,最下方的兩個MOS管均是導(dǎo)通狀態(tài)。
    鋰電池保護(hù)
    充電時,控制IC X1會時刻監(jiān)測第5腳VDD和第6腳VSS之間的電壓,當(dāng)這個電壓大于等于過充截止電壓且滿足過充電壓的延時時間時,X1會通過控制第3腳來關(guān)閉MOS管Q2,Q2被關(guān)閉之后,充電回路被切斷(Q2的體二極管D2也是反向截止的),這個時候,電池只能放電。
    過充保護(hù)解除條件(滿足其一即可):
    1,電芯兩端的電壓下降到保護(hù)IC的過充恢復(fù)電壓。
    2,在電池包得輸出端加負(fù)載放電,放電到電壓小于過充保護(hù)電壓。
    過放保護(hù)
    在電池包兩端加負(fù)載放電時,電流(方向如箭頭所示)與充電是相反的,如下圖所示。
    鋰電池保護(hù)
    放電時,控制IC X1同樣會時刻監(jiān)測第5腳VDD和第6腳VSS之間的電壓,當(dāng)這個電壓小于等于過放截止電壓且達(dá)到過放電壓的延時時間,控制IC X1會通過第1腳關(guān)閉Q1,Q1被關(guān)閉之后,放電回路被切斷(Q1的體二極管D1是反向截止),這個時候,電池只能充電。
    過放保護(hù)解除條件:拿掉負(fù)載,給電池包充電,當(dāng)VM-VDD之間的電壓達(dá)到過放恢復(fù)電壓值時,控制IC X1會重新打開MOS管Q1。
    過流保護(hù)/短路保護(hù)
    過流保護(hù)指的是過放電流的保護(hù),一般的控制IC有過流保護(hù)和短路保護(hù)兩種,控制IC時刻監(jiān)測VSS-VM之間的電壓值,當(dāng)電壓值達(dá)到過流保護(hù)或者短路保護(hù)的閾值且滿足延時時間,控制IC會將MOS管Q1關(guān)閉,切斷放電回路。
    鋰電池保護(hù)
    過電流保護(hù)解除的條件是:將輸出端負(fù)載拿掉,控制IC會自動將Q1重新打開。
    過流保護(hù)的電壓值一般是0.1~0.2V,短路保護(hù)檢測的電壓值一般是0.9V~2V,這兩個值都與控制IC有關(guān)系,不同的IC,這兩個值不一樣。
    短路保護(hù)電壓值指的是電流流經(jīng)Q1和Q2上的導(dǎo)通壓降,即可以得出,如果MOS管的導(dǎo)通內(nèi)阻越大,保護(hù)電流值就越小。如:內(nèi)阻為20mΩ的MOS管,選用的過電流值為0.15V的控制IC,那過流保護(hù)的電流應(yīng)為:0.15V/(0.02*2)=3.75A。
    控制IC失效之后的FUSE保護(hù)
    有的保護(hù)板里面會加上保險絲,在控制IC失效之后,起到一個二級保護(hù)作用,避免更壞的結(jié)果,當(dāng)然也會增加成本。
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