鋰離子電池保護板工作原理及其構成

2021-03-03 20:34:10 字數 1706 閱讀 7252

鋰在元素週期表上第3位,外層電子1個,容易失去形成穩定結構,所以是非常活潑的一種金屬。而鋰離子電池具有放電電流大、內阻低、壽命長、無記憶效應等被人們廣泛使用,鋰離子電池在使用中嚴禁過充電、過放電、短路,否則將會使電池**、**等致命缺點,所以,在使用可充鋰電池都會帶有一塊保護板來保護電芯的安全。

元素週期表.jpg (106.49 kb)

2008-9-27 15:20

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引數;另外是mosfet串在主充放電迴路中擔當高速開關,執行保護動作。電路原理圖如下:

保護板電原理圖.jpg (24.12 kb)

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1、下面介紹保護ic個引腳功能:vdd是ic電源正極,vss是電源負極,v-是過流/短路檢測端,dout是放電保護執行端,cout是充電保護執行端。

2、保護板埠說明:b+、b-分別是接電芯正極、負極;p+、p-分別是保護板輸出的正極、負極;t為溫度電阻(ntc)埠,一般需要與用電器的mcu配合產生保護動作,後面會介紹,這個埠有時也標為id,意即身份識別埠,這時,圖上的r3一般為固定阻值的電阻,讓用電器的cpu辨別是否為指定的電池。

保護板工作過程:

1、啟用保護板的方法:當保護板p+、p-沒有輸出處於保護狀態,可以短路b-、p-來啟用保護板,這時,dout、cout均會處於低電平(保護ic此兩端口是高電平保護,低電平常態)狀態開啟兩個mos開關。

元件說明.jpg (50.9 kb)

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2、充電:p+、p-分別接充電器的正負極,充電電流經過兩個mos對電芯進行充電。這時,ic的vdd、vss既是電源端,也是電芯電壓檢測端(經r1)。

隨著充電的進行,電芯電壓逐漸公升高,當公升高到保護ic門限電壓(一般是4.30v,通常稱為過充保護電壓)時,cout隨即輸出高電平將對應那個mos關斷,充電迴路也被斷開。過充保護後,電芯電壓會下降,當下降到ic門限電壓(一般為4.

10v,通常稱為過充保護恢復電壓)時,cout恢復低電平狀態開啟mos開關。

3、放電:同樣,在電池放電時,ic的vdd、vss也會對電芯電壓檢測,當電芯電壓下降到ic門限電壓(一般是2.40v,通常稱為過放保護電壓)時,dout隨即輸出高電平將對應那個mos關斷,放電迴路被斷開。

過放保護後,電芯電壓會上公升,當上公升到ic門限電壓(一般為3.00v,通常稱為過放保護恢復電壓)時,dout恢復低電平狀態開啟mos開關。

輸出端子.jpg (39.7 kb)

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4、過流、短路:當放電過程中主迴路電流大時(具體多少要參考保護板設計引數),由於mos飽和導通也存在內阻,所以電流在流經b-、p-之間時mos兩端會產生壓降,保護ic的v-和vss(經過r2)會隨時檢測mos兩端的電壓,當電壓上公升到ic保護門限(一般為0.15v,稱為放電過流檢測電壓)時,dout馬上輸出高電平將對應那個mos關斷,放電迴路被斷開。

看到這裡,大概有同學已經悟出,如果選用導通內阻低的mos或者放電過流檢測電壓高的ic,是不是可以獲得大的輸出電流?答案是肯定的,但是也要考慮選用的mos的功率和電芯的容量!

5、ntc(t埠)的作用:當電池工作時,沒有發生過充、過放或過流、短路等情況,而是由於工作時間太長,導致電芯溫度上公升(比如平常我們在用手機煲**粥)很快。而ntc電阻緊貼電芯監測電芯溫度,隨著溫度上公升ntc阻值逐漸下降,用電器cpu發現了這個變化,當阻值下降到cpu設定值時,cpu即發出關機指令,讓電池停止對其供電,只維持很小的待機電流,達到保護電池的目的。

鋰離子電池保護板工作原理及其構成

鋰在元素週期表上第3位,外層電子1個,容易失去形成穩定結構,所以是非常活潑的一種金屬。而鋰離子電池具有放電電流大 內阻低 壽命長 無記憶效應等被人們廣泛使用,鋰離子電池在使用中嚴禁過充電 過放電 短路,否則將會使電池 等致命缺點,所以,在使用可充鋰電池都會帶有一塊保護板來保護電芯的安全。保護板有兩個...

鋰離子電池保護電路原理分析

中心議題 鋰離子電池的特點 鋰離子電池保護電路工作原理 解決方案 採用過充電保護 採用過放電保護 放電過電流保護 線路短路保護 由於鋰離子電池的特性與其它可充電電池不同,內部通常都帶有一塊電路板,不少人對該電路的作用不了解 有些人可能還不知道鋰電裡有保護電路 下面將對鋰離子電池的特點及其保護電路工作...

鋰離子電池的結構與工作原理

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