鋰離子電池保護板工作原理

1、過充保護及過充保護恢復(fù)

當(dāng)鋰離子電池被充電使電壓超過設(shè)定值VC(4.25-4.35V，具體過充保護電壓取決于IC)后，VD1翻轉(zhuǎn)使Cout變?yōu)榈碗娖?，T1截止，充電停止.當(dāng)電池電壓回落至VCR(3.8-4.1V，具體過充保護恢復(fù)電壓取決于IC)時，Cout變?yōu)楦唠娖?，T1導(dǎo)通充電繼續(xù)，VCR必須小于VC一個定值，以防止頻繁跳變。

2、過放保護及過放保護恢復(fù)

當(dāng)鋰離子電池電壓因放電而降低至設(shè)定值VD（2.3-2.5V，具體過充保護電壓取決于IC）時，VD2翻轉(zhuǎn)，以短時間延時后，使Dout變?yōu)榈碗娖剑琓2截止，放電停止，當(dāng)電池被置于充電時，內(nèi)部或門被翻轉(zhuǎn)而使T2再次導(dǎo)通為下次放電作好準(zhǔn)備。

3、過流、短路保護

當(dāng)電路充放回路電流超過設(shè)定值或被短路時，短路檢測電路動作，使MOS管關(guān)斷，電流截止。

由于鋰離子電池的化學(xué)特性，在正常使用過程中，其內(nèi)部進行電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)正反應(yīng)，但在某些條件下，如對其過充電、過放電和過電流將會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)副反應(yīng)，該副反應(yīng)加劇后，會嚴(yán)重影響電池的性能與使用壽命，并可能出現(xiàn)大量氣體，使電池內(nèi)部壓力迅速增大后爆炸而導(dǎo)致安全問題，因此所有的鋰離子電池都要一個保護電路，用于對電池的充、放電狀態(tài)進行有效監(jiān)測，并在某些條件下關(guān)斷充、放電回路以防止對電池發(fā)生損害。

鋰離子電池保護板的構(gòu)成

鋰離子電池之所以要保護，是由它本身特性決定的。由于鋰離子電池本身的材料決定了它不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電，因此鋰離子電池鋰電組件總會跟著一塊精致的保護板和一片電流保險器出現(xiàn)。鋰離子電池的保護功能通常由保護電路板和PTC協(xié)同完成，保護板是由電子電路組成，在-40℃至+85℃的環(huán)境下時刻準(zhǔn)確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流，即時控制電流回路的通斷；PTC在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。

保護板通常包括控制IC、MOS開關(guān)、電阻、電容及輔助器件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)鋰電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時，它立刻（數(shù)十毫秒）控制MOS開關(guān)關(guān)斷，保護電芯的安全。

NTC意即負溫度系數(shù)，在環(huán)境溫度升高時，其阻值降低，使用電設(shè)備或充電設(shè)備及時反應(yīng)、控制內(nèi)部中斷而停止充放電。ID存儲器常為單線接口存儲器，ID是存儲電池種類、生產(chǎn)日期等信息?？善鸬疆a(chǎn)品的可追溯和應(yīng)用的限制。

鋰離子電池保護板根據(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(dāng)高速開關(guān)，執(zhí)行保護動作。

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