鋰電池保護板的工作原理及構成詳解
來源:寶鄂實業(yè)
2019-05-26 11:13
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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當高速開關,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)的兩個電子開關因其G極接到來自DW01 的電壓,故均處于導通狀態(tài),即兩個電子開關均處于開狀態(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)的開關管因第5腳無電壓而關閉。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)的開關管因第4腳無電壓而關閉。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管關閉,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)的兩個電子開關并不完全等效于兩個機械開關,而是等效于兩個電阻很小的電阻,并稱為8205A的導通內(nèi)阻, 每個開關的導通內(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管的導通電阻的大小當G極電壓大于1V時,開關管的導通內(nèi)阻很小(幾十毫歐),相當于開關閉合,當G極電壓小于0.7V以下時,開關管的導通內(nèi)阻很大(幾MΩ),相當于開關斷開。電壓UA就是8205A的導通內(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)的放電控制管關閉,切斷電芯的放電回路,將關斷放電控制管。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成_鋰電池保護板廠家介紹
鋰電池保護板的技術指標
1、電壓保護能力
過充電保護:保護板必須具有預防電芯電壓超過預設值的能力過放電保護:保護板必須具有預防電芯電壓底于預設值的能力
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、導通電阻:
定義:當充電電流為500mA時,MOS管的導通阻抗。
由于通訊設備的工作頻率較高,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管開關導通時電阻要小,單節(jié)電芯保護板通常在《70mΩ ,如太大會導致通訊設備工作不正常,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。
鋰電池保護板技術參數(shù)
均衡 電流 :80mA(VCELL=4.20V時)
均衡起控點:4.18±0.03 V過充門限 :4.25±0.05 V (4.30±0.05 V可選)
過放門限 :2.90±0.08 V (2.40±0.05 V可選)
過放延時 :5mS
過放釋放 :斷開負載,并且各單體電池電壓均高于過放門限;
過流釋放 :斷開負載釋放
過溫保護 :有接口,需安裝可恢復性溫度保護開關;
工作電流 :15A(根據(jù)客戶選擇)
靜態(tài)功耗 :《0.5mA
短路保護功能:能保護,斷開負載可自恢復。
主要功能:過充保護功能,過放保護功能,短路保護功能,過流保護功能,過溫保護功能,均衡保護功能。
接口定義:該板的充電口與放電口相互獨立,兩者共正極,B-為連接電池的負極,C-為充電口的負極;P-為放電口的負極;B-、P-、C-焊盤均是過孔式,焊盤孔直徑均為3mm;電池各充電檢測接口以DC針座形式輸出。
參數(shù)說明:最大工作電流和過流保護電流值的配置,單位:A(5/8,8/15,10/20,12/25,15/30,20/40,25/35,30/50,35/60,50/80,80/100),特殊過流值可以按客戶要求定制.
















