保护板知识讲解.ppt

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1、关于保护板知识讲解现在学习的是第1页，共28页精益求精 最求卓越现在学习的是第2页，共28页 保护板主要是对电芯进行保护。由于锂离子电池本身的材料不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，锂电池这些特性决定了使用保护电路的必要性，保护电路功能的载体组成-保护板。主要功能有：1）过充保护功能：过充保护功能是指电芯在达到过充电检测电压时，禁止由充电器继续充电。即，控制过充电的MOS管进入关断状态，停止充电。2）过放保护功能：过放电保护功能是在电池电压变低达到过放电检测电压时，停止对负载放电。将控制过放的MOS管进入关断状态，禁止其放电。该过程正好与过充电检测时的动作相反。现在学习的是第3页，共2

2、8页 3）过流保护功能：过电流保护功能是电芯在大电流放电时系统停止对负载放电。将控制放电的MOS管进入关断状态,停止其继续放电。此功能目的在于保护电芯及MOS管，确保电池在工作状态下的安全性。过电流检测之后，电池与负载脱离后将恢复到常态，可以再充电或放电。4）短路保护功能：短路保护原理同3），类同大电流放电。现在学习的是第4页，共28页保护板电芯PTC现在学习的是第5页，共28页 保护板是由电子电路组成，在-40至+85的环境下准确的监视电芯的电压和充放电电流值，及时控制电路的通断.保护板元件通常包括电源管理IC、MOS及周围的电阻、电容器件,或可能附加有NTC、ID存储器及FUSE、PTC保

3、护器件等。1）保护IC：属于主动元件，是保护电路的核心。通过取样电池电压进行判断，在一切正常的情况下控制MOS开关导通，使电芯与外电路沟通，而当电芯电压或回路电流超过规定值时，它立刻（数十毫秒）控制MOS开关关断，保护电芯的安全。选用时要考虑元件封装、过充电检测电压、过放电检测电压、放电过流检测电压、自耗电、耐压及ESD要求。2）MOS管：属于被动元件，在保护电路中主要起开关作用。元件选用时要考虑其封装、导通内阻、耐电压、耐电流及ESD。现在学习的是第6页，共28页 3）NTC:是Negative temperature coefficient的缩写，意即负温度系数，在环境温度升高时，其阻值降

4、低，使用电设备或充电设备及时反应、控制内部中断而停止充放电。4）ID:是Identification 的缩写，即身份识别，它分为两种：一是存储器，常为单线接口存储器，存储电池种类、生产日期等信息；二是识别电阻，即普通电阻元件。5）FUSE:俗称保险丝，在电路中起二次保护作用。是电池组件产品里一个非常重要的部件，防止电池不安全大电流发生，保护后不可恢复，对电池的安全担负着重要的作用。6)PTC:是英文Positive Temperature Coefficient的缩写，意思是正温度系数。PTC可以防止电池高温放电和不安全的大电流的发生。根据电池的电压、电流密度特性和应用环境，对PTC有专门的要

5、求。现在学习的是第7页，共28页MOS管电阻PCB保护IC电容现在学习的是第8页，共28页1、导通电阻值：定义：当充电（放电）电流为500mA时，MOS管导通下的保护板阻抗。由于通讯设备的工作频率较高，数据传输要求误码率低，其脉冲串的上升及下降沿陡，故对电池的电流输出能力和电压稳定度要求高，因此保护板的MOS管开关导通时电阻要小，单节电芯保护板通常在60m。现在学习的是第9页，共28页2、自耗电流值：定义：IC工作电压时，通常规定保护板的自耗电流小于7uA.IC为有休眠功能：当电池电压低于保护板时，保护板的自耗电1uA；IC没有休眠功能：当电池电压低于约1.5V时，保护板的自耗电1uA;3、电

6、流能力：保护板作为锂电芯的安全保护器件,既要在设备的正常工作电流范围内,能可靠工作,又要在当电池被意外短路或过流时能迅速动作,使电芯得到保护.5、机械性能、温度适应能力、抗静电能力：保护板必须能通过规定的震动,冲击试验；保护板在-40到85度能安全工作；在RH在30%-45%的环境下，能经受8KV的非接触ESD静电测试，能经受4KV的接触ESD静电测试.现在学习的是第10页，共28页IC过放控制过充控制+-充电FUSE电芯MOS管如图中，IC由电芯供电，电压在1.5v10v均能保证可靠工作。现在学习的是第11页，共28页 当电池被充电使电压超过设定值VC(即过充电检测电压)后，IC通过控制使C

7、out管脚变为低电平，充电MOS截止，充电停止；当电池电压回落至VCR(过充电恢复电压)时，Cout管脚转变为高电平，充电MOS导通充电继续。下图通过对电芯充电过程模拟解释过充保护状态：1、过充保护现在学习的是第12页，共28页IC电量过放控制过充控制+-充电现在学习的是第13页，共28页IC电量过放控制过充控制+-充电现在学习的是第14页，共28页IC电量过放控制过充控制+-充电现在学习的是第15页，共28页IC电量过放控制过充控制+-充电现在学习的是第16页，共28页IC电量过放控制过充控制+-充电恢复电压充电检测电压充电检测电压现在学习的是第17页，共28页 当电池电压因放电而降低至设定

8、值VD（过放电检测电压）时，IC在内部固定的短时间延时后通过控制使Dout管脚变为低电平，放电MOS截止，放电停止。下图通过对电芯放电过程模拟解释过放保护状态：2、过放保护现在学习的是第18页，共28页电量过放控制过充控制-IC+放电LOAD现在学习的是第19页，共28页电量过放控制过充控制-IC+放电LOAD现在学习的是第20页，共28页电量放电IC+LOAD现在学习的是第21页，共28页电量-放电IC+LOAD现在学习的是第22页，共28页电压-放电过放电检测电压IC+LOAD现在学习的是第23页，共28页 当电路放电电流超过设定值或输出被短路时，过流、短路检测电路动作，使MOS管关断，电流截止，停止对负载电路放电。下图通过对输出超载过程模拟解释其保护状态：3、过流、短路保护过流与短路保护功能是同时存在的。现在学习的是第24页，共28页IC电流门限过放控制过充控制+-放电现在学习的是第25页，共28页IC过放控制过充控制+-放电电流门限现在学习的是第26页，共28页Thanks!现在学习的是第27页，共28页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第28页，共28页