什么是锂电池保护板？锂电池保护板原理是怎样的

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。