电池保护板有什么作用?
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。
锂电池保护功能
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。
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。
锂电池保护板原理详细分析
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DO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。
典型的锂电池保护电路
由于锂电池的化学特性,在正常使用过程中,其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应,但在某些条件下,如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应,该副反应加剧后,会严重影响电池的性能与使用寿命,并可能产生大量气体,使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题,因此所有的锂电池都需要一个保护电路,用于对电池的充、放电状态进行有效监测,并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害
下图为一个典型的锂电池保护电路原理图。
锂电池保护板原理详细分析
如上图所示,该保护回路由两个MOSFET(V1、V2)和一个控制IC(N1)外加一些阻容元件构成。控制IC负责监测电池电压与回路电流,并控制两个MOSFET的栅极,MOSFET在电路中起开关作用,分别控制着充电回路与放电回路的导通与关断,C3为延时电容,该电路具有过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护功能,其工作原理分析如下:
1、正常状态
在正常状态下电路中N1的“CO”与“DO”脚都输出高电压,两个MOSFET都处于导通状态,电池可以自由地进行充电和放电,由于MOSFET的导通阻抗很小,通常小于30毫欧,因此其导通电阻对电路的性能影响很小。此状态下保护电路的消耗电流为μA级,通常小于7μA。
2、过充电保护
锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压,在充电初期,为恒流充电,随着充电过程,电压会上升到4.2V(根据正极材料不同,有的电池要求恒压值为4.1V),转为恒压充电,直至电流越来越小。电池在被充电过程中,如果充电器电路失去控制,会使电池电压超过4.2V后继续恒流充电,此时电池电压仍会继续上升,当电池电压被充电至超过4.3V时,电池的化学副反应将加剧,会导致电池损坏或出现安全问题。在带有保护电路的电池中,当控制IC检测到电池电压达到4.28V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,其“CO”脚将由高电压转变为零电压,使V2由导通转为关断,从而切断了充电回路,使充电器无法再对电池进行充电,起到过充电保护作用。而此时由于V2自带的体二极管VD2的存在,电池可以通过该二极管对外部负载进行放电。在控制IC检测到电池电压超过4.28V至发出关断V2信号之间,还有一段延时时间,该延时时间的长短由C3决定,通常设为1秒左右,以避免因干扰而造成误判断。
3、短路保护
电池在对负载放电过程中,若回路电流大到使U>0.9V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,控制IC则判断为负载短路,其“DO”脚将迅速由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,从而切断放电回路,起到短路保护作用。短路保护的延时时间极短,通常小于7微秒。其工作原理与过电流保护类似,只是判断方法不同,保护延时时间也不一样。除了控制IC外,电路中还有一个重要元件,就是MOSFET,它在电路中起着开关的作用,由于它直接串接在电池与外部负载之间,因此它的导通阻抗对电池的性能有影响,当选用的MOSFET较好时,其导通阻抗很小,电池包的内阻就小,带载能力也强,在放电时其消耗的电能也少。
4、过电流保护
由于锂离子电池的化学特性,电池生产厂家规定了其放电电流最大不能超过2C(C=电池容量/小时),当电池超过2C电流放电时,将会导致电池的永久性损坏或出现安全问题。电池在对负载正常放电过程中,放电电流在经过串联的2个MOSFET时,由于MOSFET的导通阻抗,会在其两端产生一个电压,该电压值U=I*RDS*2,RDS为单个MOSFET导通阻抗,控制IC上的“V-”脚对该电压值进行检测,若负载因某种原因导致异常,使回路电流增大,当回路电流大到使U>0.1V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,其“DO”脚将由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,从而切断了放电回路,使回路中电流为零,起到过电流保护作用。在控制IC检测到过电流发生至发出关断V1信号之间,也有一段延时时间,该延时时间的长短由C3决定,通常为13毫秒左右,以避免因干扰而造成误判断。在上述控制过程中可知,其过电流检测值大小不仅取决于控制IC的控制值,还取决于MOSFET的导通阻抗,当MOSFET导通阻抗越大时,对同样的控制IC,其过电流保护值越小。
5、过放电保护
电池在对外部负载放电过程中,其电压会随着放电过程逐渐降低,当电池电压降至2.5V时,其容量已被完全放光,此时如果让电池继续对负载放电,将造成电池的永久性损坏。在电池放电过程中,当控制IC检测到电池电压低于2.3V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,其“DO”脚将由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,从而切断了放电回路,使电池无法再对负载进行放电,起到过放电保护作用。而此时由于V1自带的体二极管VD1的存在,充电器可以通过该二极管对电池进行充电。由于在过放电保护状态下电池电压不能再降低,因此要求保护电路的消耗电流极小,此时控制IC会进入低功耗状态,整个保护电路耗电会小于0.1μA。在控制IC检测到电池电压低于2.3V至发出关断V1信号之间,也有一段延时时间,该延时时间的长短由C3决定,通常设为100毫秒左右,以避免因干扰而造成误判断.
锂电池保护板到底有什么用呢?
锂电池保护板主要就是用于保护锂电池的,而锂电池(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,因此锂电池总会跟着一块精致的保护板和一片电流保险器出现。1.电压维护:过充,过放,这要依据电池的资料不同而有所...
手机电池里的电路板有什么用
手机电池里的电路板起保护作用的,俗称保护板。保护板由ic,mos,温敏器件构成,一般主要有以下几个保护功能:1,限制最高输入电压,锂离子电池对最高电压敏感,超压会损坏电池。2,限制最低放电电压,过放可能使电池报废,一般限制2.8到3v,放电到此电压将切断输出。3,限制最大放电电流。4,检测...
锂电池保护板多出两条小线二点几伏有什么用
保护电池板。当电池超出监测范围的时候,那么MOS管就会自动开工,断开电源,起到保护电池安全的作用。电池保护板通常有如下几个作用:过充、过放、过流、短路以及高温保护。
锂电池的保护板作用大吗?
你好··保护板的作用是:当电池发生短路、超压他就会自动锁死 一, 短路的时候自动锁死防止燃烧造成难以想象的后果 二,电池充电时,如果充电器和电池都不带有保护板·那么这个电池一直充下去就会发生鼓气损坏,严重点会发生爆炸 所以,如果有保护板的话·那么你可以放心充电··充1年都没关系·他充满...
电动车电池保护板起什么作用?
楼主,保护锂电池不被过放电和过充电,也限制短路电流。锂电池放电到电压很低时就要停止,标准以2.75V为限,锂电池电压低完全没有了,就不能恢复充电而损坏电池,起码是损害使容量小。充电限制电压4.25V,高了也是损坏电池的,或者充电时爆炸。当不慎短路时,保护电路启动,关断输出,限制大电流对锂...
保护板的特点是什么?
当主控制模块检测到电池组出现过压、过流、过温、短路等故障时,控制电路将断开充放电开关管,切断电池连接主回路,起到保护电池和用电设备的作用。报警信号模块安装在电池外壳上,可以显示当前电量和电池系统状态。系统具有以下功能:保护功能;通信功能;电池组电压、充放电电流采集,电池组温度采集;加热板...
求锂电池保护板原理图
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?
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。锂电池保护功能 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...
锂电池保护板原理图详细分析
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...
手机锂电池上的那个电路板是干什么用的?悬赏50分!
4、接线方式:保护板上有一个P+,P-,分别接电芯的正负极,如果你是铝壳电芯的话,电芯的负极就是凸起来的那个椭圆形帽,正极就是电芯本体,如果是钢壳电芯的话就刚好相反。5、如果你的锂电池有这个PCM保护的话,是可以直接用USB来充电的,保护板本身就对过流充电,过压充电,短路充电有保护作...
蛮行复方: 达锂锂电池保护板有过充保护、放电保护、过流保护、短路保护,集成方案的保护板还有掉线保护,此外还可以选配均衡、温控和软开关功能
镇远县19251766300: 手机电池里面那个小电路板做什么的? - ?
蛮行复方: 这个电路板是锂电池保护板.锂电池不同于普通的锌锰、或者镍镉、镍氢电池.他比较脆弱,容易因为过充电或者过放电造成永久性失效,甚至燃烧或爆炸.这块电路板在电池达到额定电压时会自动转换为涓流充电,防止过充,在过放电时会及时切断电源.尤其是在外部短路的时候会及时切断电源,从而有效保护锂电池芯. 最后提示:千万不要随意拆解锂电池芯,容易着火,弄不好会爆炸.失效的锂电最好放在一个比较安全的地方,防止小孩拿去玩.曾做过有危险地实验:将锂电池充好电,然后拆掉电路板,接两个长的引线(引线要粗,电阻要小),将锂电池的正负极短路,电池很快就会冒烟或者“嘭”的一声结束! 切勿模仿!后果自负.
镇远县19251766300: 手机电池保护板的作用? - ?
蛮行复方: 锂离子电池的结构由电芯、保护电路板、骨架、外包装组成.锂离子电池充电要求锂离子电池的电芯电极结构对充放电的电压要求非常严格,必须要求具备恒流恒压(CC/CV:Constant Currert-Constant Voltage 来自国家标准GB/T18287 2000...
镇远县19251766300: 手机用锂电池里边的电路是用来干什么的? - ?
蛮行复方: 此为电池保护板 主要作用:放电电流过流保护、充电电压过压保护、放电欠压保护、过温保护(但多数电池过温保护是靠PTC实现的,而非仅仅靠芯片本身个过温检测功能). 其主要由一个监控IC和一对低阻MOS管构成.
镇远县19251766300: 手电筒锂电池保护板有什么作用 - ?
蛮行复方: 锂电池保护板,其作用就是防止锂电池充电过充或过放而起到相应的保护作用的. 过充保护:锂电池是不能无限制充电的,到了一定程度就发起鼓甚至爆炸,是相当危险的,所以要有一个过充保护,当电池电压达到4.35V左右时,保护板会自动...
镇远县19251766300: 手机电池里的电路板有什么用 - ?
蛮行复方: 锂离子电池的结构 由电芯、保护电路板、骨架、外包装组成. 锂离子电池充电要求 锂离子电池的电芯电极结构对充放电的电压要求非常严格,必须要求具备恒流恒压(CC/CV:Constant Currert-Constant Voltage 来自国家标准GB/T18287 ...
镇远县19251766300: 锂电池为什么要加保护板才能用? - ?
蛮行复方: 因为整组的锂电池的充放电不好平衡,只能加上保护板控制,确保每只电池的充电和放电的电压一至.另外保护板也有限流的作用,避免大电流放电或充电对电池产生的损害.
镇远县19251766300: 电池保护板的介绍 - ?
蛮行复方: 电池保护板,顾名思义锂电池保护板主要是针对可充电(一般指锂电池)起保护作用的集成电路板. 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带采样电阻的保护板和一片电流保险器出现.
镇远县19251766300: 苹果保护板主要作用有那些呢? ?
蛮行复方: 1.电压保护:过充,过放,这要根据电池的材料不同而有所改变,这点看似简单,但要细节上来看,还是有经验学问的. 过充保护,在我们以往的单节电池保护电压都会高...