鋰電池保護板工作原理及構(gòu)成
來源:寶鄂實業(yè)
2019-08-18 08:33
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鋰電池保護板根據(jù)使用IC,電壓等不同而電路及參數(shù)有所不同,保護板有兩個核心部件:一塊保護IC,它是由精確的比較器來獲得可靠的保護參數(shù);另外是MOSFET串在主充放電回路中擔(dān)當高速開關(guān),執(zhí)行保護動作。下面以DW01 配MOS管8205A進行講解:
1.鋰電池保護板其正常工作過程
當電芯電壓在2.5V至4.3V之間時,DW01 的第1腳、第3腳均輸出高電平(等于供電電壓),第二腳電壓為0V。此時DW01 的第1腳 、第3腳電壓將分別加到8205A的第5、4腳,8205A內(nèi)的兩個電子開關(guān)因其G極接到來自DW01 的電壓,故均處于導(dǎo)通狀態(tài),即兩個電子開關(guān)均處于開狀態(tài)。此時電芯的負極與保護板的P-端相當于直接連通,保護板有電壓輸出。
2.保護板過放電保護控制原理
當電芯通過外接的負載進行放電時,電芯的電壓將慢慢降低,同時DW01 內(nèi)部將通過R1電阻實時監(jiān)測電芯電壓,當電芯電壓下降到約2.3V時DW01 將認為電芯電壓已處于過放電電壓狀態(tài),便立即斷開第1腳的輸出電壓,使第1腳電壓變?yōu)?V,8205A內(nèi)的開關(guān)管因第5腳無電壓而關(guān)閉。此時電芯的B-與保護板的P-之間處于斷開狀態(tài)。即電芯的放電回路被切斷,電芯將停止放電。保護板處于過放電狀態(tài)并一直保持。等到保護板的P 與P-間接上充電電壓后,DW01 經(jīng)B-檢測到充電電壓后便立即停止過放電狀態(tài),重新在第1腳輸出高電壓,使8205A內(nèi)的過放電控制管導(dǎo)通,即電芯的B-與保護板的P-又重新接上,電芯經(jīng)充電器直接充電。
3.保護板過充電保護控制原理
當電池通過充電器正常充電時,隨著充電時間的增加,電芯的電壓將越來越高,當電芯電壓升高到4.4V時,DW01 將認為電芯電壓已處于過充電電壓狀態(tài),便立即斷開第3腳的輸出電壓,使第3腳電壓變?yōu)?V,8205A內(nèi)的開關(guān)管因第4腳無電壓而關(guān)閉。此時電芯的B-與保護板的P-之間處于斷開狀態(tài)。即電芯的充電回路被切斷,電芯將停止充電。保護板處于過充電狀態(tài)并一直保持。等到保護板的P 與P-間接上放電負載后,因此時雖然過充電控制開關(guān)管關(guān)閉,但其內(nèi)部的二極管正方向與放電回路的方向相同,故放電回路可以進行放電,當電芯的電壓被放到低于4.3V時,DW01 停止過充電保護狀態(tài)重新在第3腳輸出高電壓,使8205A內(nèi)的過充電控制管導(dǎo)通,即電芯的B-與保護板P-又重新接上,電芯又能進行正常的充放電。
4.保護板短路保護控制原理
在保護板對外放電的過程中,8205A內(nèi)的兩個電子開關(guān)并不完全等效于兩個機械開關(guān),而是等效于兩個電阻很小的電阻,并稱為8205A的導(dǎo)通內(nèi)阻, 每個開關(guān)的導(dǎo)通內(nèi)阻約為30m\U 03a9共約為60m\U 03a9,加在G極上的電壓實際上是直接控制每個開關(guān)管的導(dǎo)通電阻的大小當G極電壓大于1V時,開關(guān)管的導(dǎo)通內(nèi)阻很?。◣资翚W),相當于開關(guān)閉合,當G極電壓小于0.7V以下時,開關(guān)管的導(dǎo)通內(nèi)阻很大(幾MΩ),相當于開關(guān)斷開。電壓UA就是8205A的導(dǎo)通內(nèi)阻與放電電流產(chǎn)生的電壓,負載電流增大則UA必然增大,因UA0.006L×IUA又稱為8205A的管壓降,UA可以簡接表明放電電流的大小。上升到0.2V時便認為負載電流到達了極限值,于是停止第1腳的輸出電壓,使第1腳電壓變?yōu)?V、8205A內(nèi)的放電控制管關(guān)閉,切斷電芯的放電回路,將關(guān)斷放電控制管。換言之DW01 允許輸出的最大電流是3.3A,實現(xiàn)了過電流保護。
5. 短路保護控制過程
短路保護是過電流保護的一種極限形式,其控制過程及原理與過電流保護一樣,短路只是在相當于在P P-間加上一個阻值小的電阻(約為0Ω)使保護板的負載電流瞬時達到10A以上,保護板立即進行過電流保護。
鋰電池保護板工作原理及構(gòu)成_鋰電池保護板廠家介紹
鋰電池保護板的技術(shù)指標
1、電壓保護能力
過充電保護:保護板必須具有預(yù)防電芯電壓超過預(yù)設(shè)值的能力過放電保護:保護板必須具有預(yù)防電芯電壓底于預(yù)設(shè)值的能力
2.電流能力(過流保護電流,短路保護)
保護板作為鋰電芯的安全保護器件,既要在設(shè)備的正常工作電流范圍內(nèi),能可靠工作,又要在當電池被意外短路或過流時能迅速動作,使電芯得到保護。
3、導(dǎo)通電阻:
定義:當充電電流為500mA時,MOS管的導(dǎo)通阻抗。
由于通訊設(shè)備的工作頻率較高,數(shù)據(jù)傳輸要求誤碼率低,其脈沖串的上升及下降沿陡,故對電池的電流輸出能力和電壓穩(wěn)定度要求高,因此保護板的MOS管開關(guān)導(dǎo)通時電阻要小,單節(jié)電芯保護板通常在《70mΩ ,如太大會導(dǎo)致通訊設(shè)備工作不正常,如手機在通話時突然斷線、電話接不通、噪聲等現(xiàn)象。
4、自耗電流
定義:IC工作電壓為3.6V,空載狀態(tài)下,流經(jīng)保護IC的工作電流,一般極小。
保護板的自耗電流直接影響電池的待機時間,通常規(guī)定保護板的自耗電流小于10微安。
5、機械性能、溫度適應(yīng)能力、抗靜電能力
保護板必須能通過國標規(guī)定的震動,沖擊試驗;保護板在- 40到85度能安全工作,能經(jīng)受±15KV的非接觸ESD靜電測試。
















