简析锂电池保护板的原理
来源：宝鄂实业
2020-03-07 13:42
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分析锂电池保护板的原理
锂电池(可充电)因其特性需要保护。因为锂电池本身材料的选择
由于锂电池在超高温下不能过充、过放、过流、短路或过充、过放，所以锂电池组件始终伴随着一个精致的保护板和一个电流稳定器。
锂电池的保护功能一般由保护电路板与PTC等电流器件配合完成。该保护板由电子电路组成。在-40℃~ +85℃的环境中，电池的电压和充放电电路的电流可以实时准确监测，电流电路可以及时控制。PTC在高温环境下使用，避免严重损坏电池。
普通的锂电池保护板一般包含控制IC、MOS开关、电阻、电容以及熔断器、PTC、NTC、ID、存储器等辅助器件。在控制IC的过程中，在所有正常情况下，控制MOS开关的导通，使电池与外部电路导通，当电池电压或电路电流超过正常值时，则立即控制MOS开关的关断，以保护电池的安全。
正常情况下的防护板，Vdd为高电平，Vss、VM为低电平，DO、CO为高电平，当Vdd、Vss、VM任意参数转换时，DO或CO端子电平会发生变化。
锂电池保护电路
由于锂离子电池的化学特性,在正常使用的过程中,其内部的化学物质阳性反应的电能和化学能到对方,但在一定条件下,如过度充电、过放电和过电流将会导致电池内部的化学反应,在反应加重,将严重影响电池的功能和使用寿命,并且可能发生大量的气体,使电池内部压力敏捷性在爆炸后增加，造成安全问题，所以所有的锂电池都需要一个保护电路，用于对电池充放电情况进行有效的监控，在一定条件下，充放电电路被关闭，以避免对电池造成损害
下面是一个典型的锂电池保护电路的原理图。
<目标=平等href = " http://www.dghoppt.cn/ " > < b >锂<目标=平等href = " http://www.dghoppt.cn/ " > < b >电池< / b > < / > < / b > < / >保护板具体分析原则
如图所示，保护回路由两个MOSFET(V1, V2)和一个控制IC(N1)组成，其中有一些电阻电容元件。电池电压和回路电流控制IC监测和控制两个MOSFET栅,MOSFET开关在电路中的作用,分别控制充电电路和放电电路导通和关闭,C3推迟电容,该电路具有过度充电保护、放电保护、过流保护和短路保护功能,分析的工作原理如下:
1. 正常情况下
在正常情况下，N1的“CO”和“DO”脚在电路中输出高电压，而MOSFET均处于导通状态，电池可自由充放电。由于MOSFET的传导阻抗非常小，一般小于30毫欧姆，其传导电阻对电路的功能影响很小。在这种情况下，保护电路的消耗电流为A相，一般小于7bar A。
2. 充保护
锂离子电池需要的充电方式是恒流/恒压。充电初期采用恒流充电，充电后电压升至4.2v(根据正极材料，有的电池需要4.1v的恒压充电)，再由恒压充电直至电流越来越小。在电池充电过程中，如果充电器电路失控，电池电压将超过4.2v，并继续以恒流充电。此时，电池电压将继续升高。当电池充电电压超过4.3v时，会加剧电池的化学副反应，导致电池损坏或出现安全问题。
