锂电池保护板的定义及原理-电路图讲解-电子技术方案

什么是锂电池保护板 

 锂电池保护板是对串联锂电池组的充放电保护；在充满电时能保证各单体电池之间的电压差异小于设定值（一般±20mV），实现电池组各单体电池的均充，有效地改善了串联充电方式下的充电效果；同时检测电池组中各个单体电池的过压、欠压、过流、短路、过温状态，保护并延长电池使用寿命；欠压保护使每一单节电池在放电使用时避免电池因过放电而损坏。   成品锂电池组成主要有两大部分，锂电池芯和保护板，锂电池芯主要由正极板、隔膜、负极板、电解液组成；正极板、隔膜、负极板缠绕或层叠，包装，灌注电解液，封装后即制成电芯，锂电池保护板的作用很多人都不知道，锂电池保护板，顾名思义就是保护锂电池用的，锂电池保护板的作用是保护电池不过放、不过充、不过流，还有就是输出短路保护。  

锂电池保护板技术参数 

 均衡 电流 ：80mA（VCELL=4.20V时） 均衡起控点：4.18±0.03 V过充门限 ：4.25±0.05 V （4.30±0.05 V可选） 过放门限 ：2.90±0.08 V （2.40±0.05 V可选） 过放延时 ：5mS 过放释放 ：断开负载，并且各单体电池电压均高于过放门限； 过流释放 ：断开负载释放 过温保护 ：有接口，需安装可恢复性温度保护开关； 工作电流 ：15A（根据客户选择） 静态功耗 ：《0.5mA 短路保护功能：能保护，断开负载可自恢复。 主要功能：过充保护功能，过放保护功能，短路保护功能，过流保护功能，过温保护功能，均衡保护功能。 接口定义：该板的充电口与放电口相互独立，两者共正极，B-为连接电池的负极，C-为充电口的负极；P-为放电口的负极；B-、P-、C-焊盘均是过孔式，焊盘孔直径均为3mm;电池各充电检测接口以DC针座形式输出。 参数说明：最大工作电流和过流保护电流值的配置，单位：A（5/8，8/15，10/2012/25，15/30，20/40，25/35，30/50，35/60，50/80，80/100），特殊过流值可以按客户要求定制。  

锂电池保护板原理 

 锂电池（可充型）之所以需要保护，是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此锂电池锂电组件总会跟着一块精致的保护板和一片电流保险器出现。   锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC等电流器件协同完成，保护板是由电子电路组成，在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流，及时控制电流回路的通断；PTC在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。   普通锂电池保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件FUSE、PTC、NTC、ID、存储器等。其中控制IC，在一切正常的情况下控制 MOS开关导通，使电芯与外电路导通，而当电芯电压或回路电流超过规定值时，它立刻控制MOS开关关断，保护电芯的安全。   在保护板正常的情况下，Vdd为高电平，Vss，VM为低电平，DO、CO为高电平，当Vdd，Vss，VM任何一项参数变换时，DO或CO端的电平将发生变化。 　 

 1、过充电检出电压：在通常状态下，Vdd逐渐提升至CO端由高电平 变为低电平时VDD-VSS间电压。 

 2、过充电解除电压：在充电状态下，Vdd逐渐降低至CO端由低电平 变为高电平时VDD-VSS间电压。

3、过放电检出电压：通常状态下，Vdd逐渐降低至D O端由高电平 变为低电平时VDD- VSS间电压。 

 4、过放电解除电压：在过放电状态下，Vdd逐渐上升到DO端由低电平 变为高电平时 VDD-VSS间电压 。 

 5、过电流1检出电压：在通常状态下，VM逐渐升至DO由高电平 变为低电平时VM-VSS间电压。 

 6、过电流2检出电压：在通常状态下，VM从OV起以1ms以上4ms以下的速度升到 DO端由高电平变为低电平时VM-VSS间电压。 7、负载短路检出电压：在通常状态下，VM以OV起以1μS以上50μS以下的速度升至DO端由高电平变为低电平时VM-VSS间电压。 

 8、充电器检出电压：在过放电状态下，VM以OV逐渐下降至DO由低电平变为变为高电平时VM-VSS间电压。 

 9、通常工作时消耗电流：在通常状态下，流以VDD端子的电流（IDD）即为通常工作时消耗电流。 

 10、过放电消耗电流：在放电状态下，流经VDD端子的电流（IDD）即为过流放电消耗电流。     

 1、通常状态：电池电压在过放电检出电压以上（2.75V以上），过充电检出电压以下（4.3V以下），VM端子的电压在充电器检出电压以上，在过 电流/检出电压以下（OV）的情况下，IC通过监视连接在VDD-VSS间的电压差及VM-VSS间的电压差而控制MOS管，DO、CO端都为高电 平，MOS管处导通状态，这时可以自由的充电和放电； 

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