锂电池的保护机制和NTC保护是什么

作者&投稿:应柴 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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小普总结了锂电池保护板的内容,想再跟大家说一下,因为我们都知道保护板是锂电池中特别重要的一部分,它的作用是避免锂电池失效,所以也是必不可少的。今天,我们将围绕锂电池保护板的作用、组成、主要功能和工作过程,带您进一步了解锂电池保护板。


锂在元素周期表中排在第三位,它的外层只有一个电子,所以是一种非常活泼的金属。锂离子电池因其放电电流大、内阻低、寿命长、无记忆效应而被广泛使用。使用锂离子电池时严禁有过充、过放和短路现象,否则会导致起火或爆炸。因此,通常在锂电池电路中加入保护板电路,以保护锂电池的安全。


锂电池保护板的作用电池保护板通常有以下功能:过充、过放、过流、短路、高温保护。上述功能也是由锂电池本身的材料决定的。


锂电池保护板通常由保护电路板、PTC等器件组成。


保护电路板会一直监测电芯电压和充放电电流,及时控制电流回路的通断。电池保护板的组成保护板通常包括:控制IC、MOS开关、电阻、电容、PTC、NTC、ID、存储器等元件,其中控制IC在正常情况下控制MOS管开关导通,使电芯与外部电路连接。当电芯的电压或回路电流超过规定值时,它立即控制MOS开关关断,从而保护电芯的安全。


电池保护板的保护机构


1.保护IC各引脚的主要功能


VDD是保护IC的正电源


VSS是保护IC的负电源


V-是保护IC的过流和短路检测端。


Dout是放电保护引脚。


Cout为充电保护端。


和B-分别接电芯的正负极,P和P-是保护板输出的正负极,t是温度检测的NTC口。NTC端口需要配合MCU对电池进行温度保护。该端口有时被标记为ID,用于电池端口识别。增加这个端口是因为不同厂家、不同型号的电池往往需要不同的电池参数。当是ID时,R3一般是固定电阻的阻值,MCU的ADC会检测ID的电压,从而使用不同的电池参数。


二、保护板的工作过程


1.激活保护板的方法。当保护板P和P-在保护状态下没有输出时,它们可以通过短路B and B-来激活。此时Dout和Cout会处于低电平状态来打开这两个开关。


2.充电P和P-分别连接到充电器的阳极和阴极。充电电流通过两个MOS给电池充电。此时,保护IC的VDD和VSS都是电池单元的电源端子和电压检测端子。随着充电过程的进行,电池单元的电压不断增加。当达到电芯的保护电压时,此时COUT会输出一个高电平来关断相应的MOS开关。充电电路也将被关闭。过充保护后电芯电压会下降,现在降到IC电压阈值,Cout回到低电平打开MOS管。


3.放电。类似地,当电池放电时,IC的VDD和VSS也将检测电池电压。当电池电压下降到IC阈值时,Dout随机输出高电平关断对应的MOS管,放电电路断开。过放电保护后,电池电压会上升,当达到mosfet时,Dout回到低电平,打开MOS开关。


4.过电流和短路。当放电时主电路中的电流过大时,由于MOS饱和导通也存在内阻,所以当电流在B-和P-之间流动时,MOS管两端会产生压降。保护IC的V-和VSS将随时检测两端的电压。当电压上升到保护IC的检测阈值时,Dout会立即输出高电平,关断相应的MOS管。以上问题中,有同学可能会问,如果选择导通电阻低的MOS或者放电过流检测电压高的保护IC,是否可以获得较大的输出电流?答案是肯定的,但是唐 别忘了考虑选择的MOS功率和电池容量。


5.NTC口的作用电池工作时,不存在过冲、过流、过放等问题。但由于工作时间长,电芯温度上升,NTC会密切监控电池温度。随着温度的升高,NTC的电阻逐渐降低。当电阻下降到设定值时,CPU发出关机指令,停止给电池充电,从而保护电池。


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