锂电池保护板原理详细介绍

1、正常情况 

 

在正常情况下电路中N1的“CO”与“DO”脚都输出高电压，两个MOSFET　都处于导通情况，电池可以自由地进行充电和放电，由于MOSFET的导　通阻抗很小，一般小于30毫欧，因此其导通电阻对电路的功用影响很小。　此情况下保护电路的消耗电流为μA级，一般小于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，跟着充电　进程，电压会上升到4.2V(依据正极材料不同，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。　电池在被充电进程中，假设充电器电路失掉控制，会使电池电压超越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越4.3V时，电池　的化学副反应将加重，会导致电池损坏或呈现安全问题。　在带有保护电路的电池中，当控制IC检测到电池电压到达4.28V(该值由控制IC　抉择，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，然后切断了充电回路，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检测到电池电压超越4.28V至发出关断V2信　号之间，还有一段延不时间，该延不时间的长短由C3抉择，一般设为1秒左右，　以避免因搅扰而形成误判别。 

 

3、短路保护 

 

电池在对负载放电进程中，若回路电流大到使U>0.9V(该　值由控制IC抉择，不同的IC有不同的值)时，控制IC则判别　为负载短路，其“DO”脚将敏捷由高电压转变为零电压，使　V1由导通转为关断，然后切断放电回路，起到短路保护作用。　短路保护的延不时间极短，一般小于7微秒。其作业原理与　过电流保护类似，只是判别办法不同，保护延不时间也不一　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功用有影响，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，电池生产厂家规矩了其放电电流最大不能　超越2C(C=电池容量/小时)，当电池超越2C电流放电时，将会导致电　池的永久性损坏或呈现安全问题。　电池在对负载正常放电进程中，放电电流在通过串联的2个MOSFET　时，由于MOSFET的导通阻抗，会在其两头发生一个电压，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反常，使回路电流增大，当回路电　流大到使U>0.1V(该值由控制IC抉择，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，然后切断了放　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，也有一段延不时　间，该延不时间的长短由C3抉择，一般为13毫秒左右，以避免因搅扰而　形成误判别。　在上述控制进程中可知，其过电流检测值大小不只取决于控制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进程中，其电压会跟着放电进程逐渐下降，当电池电压降　至2.5V时，其容量已被彻底放光，此时假设让电池继续对负载放电，将形成电池　的永久性损坏。　在电池放电进程中，当控制IC检测到电池电压低于2.3V(该值由控制IC抉择，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，然后切断了放电回路，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。　由于在过放电保护情况下电池电压不能再下降，因此要求保护电路的消耗电流极　小，此时控制IC会进入低功耗情况，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，也有一段延不时　间，该延不时间的长短由C3抉择，一般设为100毫秒左右，以避免因搅扰而形成误判别。