鋰離子電池保護電路基本知識問答
1． 什麼是鋰離子電池保護ic？
答：在鋰離子電池使用過程中，過充電、過放電對鋰電池的電效能都會造成一定的影響，為避免使用**現這種現象，專門設計了一套電路，並用微電子技術把它小型化，成為乙個晶元，該晶元俗稱鋰電池保護ic。
2． 保護ic外形是什麼樣的？
答：保護ic外形常用的有兩種：
一種稱為sot-23-5封裝。
另一種較薄,稱tssop-8封裝。
3． ic內部有些什麼電路，能大概介紹一下嗎？
答：ic內部的簡化的邏輯圖如下：
其各個埠的功能簡述如下：
vdd： 1。ic晶元電源輸入端。
2．鋰電池電壓取樣點。
vss： 1。ic晶元測量電路基準參考點。
2．鋰電池負極和ic連線點。
do： ic對放電mos管的輸出控制端
co： ic對充電mos管的輸出控制端
vm： ic晶元對鋰電池工作電流的取樣輸入端
從簡化的邏輯圖可見：電池過充電、過放電，放電時電流過大（過電流），外圍電路短路，該ic都會檢測出來，並驅動相應的電子器件動作。
4． ic有哪些主要技術指標？
答：1）過充電檢測電壓： vcu 4.275±25mv （4.25 4.275 4.30）
2）過充電恢復電壓： vcl 4.175±30mv （4.145 4.175 4.205）
3) 過放電檢測電壓： vdl 2.3±80mv (2.22 2.3 2.38 ）
4) 過放電恢復電壓： vdu 2.4±0.1mv (2.3 2.4 2.5 )
5) 過電流檢測電壓： viov1 0.1±30mv (0.07v 0.1 0.13v)
viov2 0.5±0.1mv (0.4 0.5 0.6 )
6) 短路檢測電壓： vshort -1.3v1.7 -1.3 -0.6 )
7) 過充電檢測延時： tcu 1s0.5 1 2 ）
8) 過放電檢測延時 ：tdl 125ms （62.5 125 250 ）
9) 過流延時： tiov1 8ms4 8 16 ）
tiov2 2ms1 2 4 ）
10）短路延時： tshort 10us10 50us）
11）正常功耗： 10pe 3ua1 3 6ua）
12）靜電功耗： 1pdn 0.1 ua
5． 鋰電池保護電路的pcb板上，除了保護ic外，還需要哪些元件，才能組成乙個完整的保護pcb？
答：還需要作為開關功能用的兩隻場效電晶體、若干電阻、電容。
6．場效電晶體是什麼樣子？
答：場效電晶體也稱mos fet，在鋰電池保護pcb上，都是成對使用，因此製造商把兩隻獨立的mos fet封裝在一起，其外形通常也有兩種：
一種是sop-8封裝。見下圖：
其內部接法如下圖：
另一種封裝較薄,稱tssop-8。
其內部接法如下：
7． mos fet 在電路中起什麼作用？它是怎樣工作的？
答：mos fet通常有三隻腳，分別稱為漏極d、源極s、柵極g。它在電子線路中的功能可用下圖簡單說明。
簡言之，mos fet 在電子電路中可把它看作是乙隻特殊的開關。當柵極g得到了乙個高電平，右圖的開關就閉合；電流在之間通過。當柵極g得到的不是高電平，而是低電平，則 之間開關看作開路，電流不能通過。
8．常聽人說mos fet的內阻是多少、多少，到底什麼是mos fet的內阻？
答：如上圖所示，之間的開關閉合時總存在一定的電阻，這個電阻相當於mos fet的內阻，一般這個電阻很小，都在10~30mω之間。可見，電流通過mos fet，由於存在內阻，根據歐姆定律，必然存在電壓降，從而損耗掉一部份電能，可見mos fet 的內阻應越小越好。
9． 除內阻外，mos管還有哪些主要技術指標？
答：mos管有以下主要技術指標：
1）漏源極耐壓值： vdss 20v
2）漏柵極耐壓值： vdgr 20v
3）柵源極耐壓值： vgss 12v
4）漏極最大電流id dc 6a
polse 24a
5）漏源極內阻rds vgs 2v id 3a 22mω——45mω
vgs 2.5v id 3a 19mω——30mω
vgs 4v id 3a 16mω——20mω
10．你能較完整地介紹一下保護pcb的工作原理嗎？
答：保護pcb的完整電原理圖如下：
上圖中b是電池，p+、p-是電池塊接充電器電源或與手機相接的正負極。
充電狀態：
充電時，充電電流由p+進入→b+→ mos1→mos2→p-。
在充電的同時，ic通過vcc和r1對電池連續進行測量。當檢測到電池電壓充電到4.2v時（這個電壓隨不同ic而異），ic內的過充電檢測電路將檢測到的這個訊號並將它轉換成一系列的電平訊號，其中的乙個低電平訊號傳送到ic的輸出端co，促使mos2關斷，從而終止充電。
放電狀態：
放電時，放電電流從電池正極b+→p+→負載（手機）→p-→mos2→mos1→b-
在放電的同時，ic內的過放檢測電路連續測量電池兩端的電壓，當電池電壓隨著用電時間的加長而下降到2.3v時（這個電壓值隨不同的ic而異），該檢測電路輸出訊號，使輸出端do為低電平，從而使mos1關斷，終止電池放電。
在某種特殊情況下，如果電池放電時，電流大於某一額定值，ic內的過電流檢測器會輸出乙個低電平訊號到do端，使mos1在5~15ms的時間內關斷（這個值隨不同的電流和不同的mos管內阻而異）。
在極端情況下，p+、p-端發生短路，則ic內部的短路檢測電路，將會檢測到這個訊號，並將這個訊號轉換成低電平，輸出到do端，從而使mos1在10~50us的時間內關閉，從而切斷電路。
11．ic的功耗是怎麼回事？怎樣測量？
答：ic是乙個完整的電子線路，它在工作時要消耗掉一部份電能，當電池塊在手機中工作時，ic將從鋰電池中以吸取電能，可見，要求ic的功耗越小越好。
ic的功耗是用消耗的電流來度量的，一般這個電流值在3~6ua之間。
由電原理圖可見，ic通過電阻r1，從電池中吸取電流，因此只要測量出r1兩端的電壓降v1，根據歐姆定律可算得ic的功耗，電流值為i=v1/r1。
12．一般的電池塊有四個輸出端（四個彈簧片接點），能介紹一下各自的功能嗎？
答：一般的電池塊外露有四個簧片接點，其中兩點是p+、p-，另外兩點各有不同。見下圖：
上左圖中，ntc是接熱敏電阻的端點，（該電阻緊貼鋰電池，便於檢測電池溫度），另一點是接識別電阻的端點ir。在高檔一些的手機中，識別器件是乙個rom片2502（或其它），見圖中虛線所示。
上右圖中與左圖類似,僅少了乙個熱敏電阻ntc。
13．鋰電池的保護pcb板有互換性嗎？
答：答案是否定的，主要原因是：
1）不同的鋰電生產廠生產的鋰電的效能不一，從而所選用的ic也不一樣，主要指過充電檢測電壓。
2）採用不同的mos管由於其內阻不一，所以根據工作電流應選用不同的ic。
3）識別電阻不一樣。
14．保護電路的發展方向怎樣？
答：一。向更小型化發展。
1． mos和ic封裝在一起稱mcp（muiti chip package）
2． mos、ic、電阻、電容全部封裝在一起稱cob（chip on board）
二．二次保護電路
在實際使用鋰電池保護電路中，人們發現，由於某些電子元器件的失效，導致整個保護電路失效，從而給鋰電池的安全使用帶來一些隱患。
為此，人們在原來保護電路的基礎上，又加了一重保護電路，這種保護電路稱二次保護電路，而把原來的保護電路稱為一次保護電路。
二次保護電路主要有以下兩種方案。
a． 用二套ic
b． 用電壓檢測器和特殊熔斷絲組成二次保護電路。
以上是一節鋰電池保護電路的基本概念， 2 、3、4節的鋰電池保護電路與此類似。見下圖。
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