《保护板培训教材》PPT课件.ppt

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1、整理：电子开发部整理：电子开发部整理：电子开发部整理：电子开发部电池保池保护板培板培训教材教材电池保护板，电池保护板，Protection Circuit Module,Protection Circuit Module,简称简称PCM.PCM.是在是在空空PCBPCB（Print circuit BoardPrint circuit Board）板上面贴上电子元器件）板上面贴上电子元器件,组组合后达到一定电气功能的线路板。主要对电池的充电，放合后达到一定电气功能的线路板。主要对电池的充电，放电，短路，过流等进行控制，防止电池在正常使用过程中，电，短路，过流等进行控制，防止电池在正常使用过程中

2、，因外部因素（如充电器，放电设备不正常等）造成电化学因外部因素（如充电器，放电设备不正常等）造成电化学损坏，起附加保护作用。损坏，起附加保护作用。1.1.序言序言2.2.保护板控制原保护板控制原理理过充电保护：充电时，电池达到过充保护电压时，SW2断开过放电保护：放电时，电池达到过放保护电压时，SW1断开3.3.保护板的主要保护板的主要材料材料1.1.印刷电路板，也叫印刷电路板，也叫PCBPCB板（板（Print Circuit BoardPrint Circuit Board）,是保是保护板的基材；护板的基材；材质有，材质有，FR-1,CEM-1,FR-1,CEM-1,FR-4FR-4；厚度

3、有厚度有，及及FPCBFPCB等等,有单层和多层板等；有单层和多层板等；有表面喷锡，普通镀金，厚金等有表面喷锡，普通镀金，厚金等2.电阻，主要用来电压电流取样，RC滤波3 3.电容，主要用来滤波，4 4.保护IC，分为单节控制，两节控制，34节控制，多节带电源管理；带平衡充电和不带平衡充电；制造厂商分为，理光(Ricoh),精工（Seiko）,台系及国产（FORTUNE/CS/VIMICRO等）,其它（Mitsumi,Sanyo,Linear等）；一般有电压检测端口，电流检测端口，充电控制端口，放电控制端口。5.场效应管，简称MOS-FET,是目前半导体制造商常用元件，品牌众多，ST,Onse

4、mi,Fairchild,Sanyo,AOS,Mitsubishi9.温度保险丝，Thermal fuse,熔断后不能恢复，也做过温保护用6 6.热敏电阻NTC,主要用来监测电池温度用，有SMD贴片和引线型7.过流保护片,也叫Polyswitch,PTC，主要用来做电池短路和过流保护用。8.温度开关，也叫TCO(Thermal cut off),可自恢复，主要用来做过温保护用。4.4.保护板关键元保护板关键元件：件：ICIC，Mos-Mos-fetfet1.理光保护IC：过放，过充，过流值非连续性；选型时务必联系技术员或供应商，采用常用型号。2.精工保护IC:型号多，覆盖范围广，也非连续,选型

5、时务必联系技术员或供应商，采用常用型号续上S-8242 两串：S-8232的升级版本，S-8254 三四串：通过设置可以通用于3节或4节3.多节控制ICn多节控制IC，目前主要有O2,TI,Atmel这几家芯片厂家在市场的的占有率最大，常用于电动工具，笔记本，电动车领域，同时具有电源管理方案，能对电池电压，充放电流，容量，循环次数等进行检测和显示。n另外对过充保护电压，过放保护电压，过流保护电流，延时等进行线性设置。n还有一种多节控制方式是采取多个单节保护IC级联组成，成本低，可靠性低，一致性差，没有以上电源管理功能。4.Mos-fet:场效应管，开关管n有G极（栅极），D极（源极），S极（漏

6、极）。n通过控制GS之间的电压来控制DS之间的开和关。nN-Mosfet 正Vgs电压控制开关。nP-Mosfet 负Vgs电压控 制开关续上qMos-fet的关键参数：qG极和S之间的电压Vgs,有最小驱动电压和最高耐压。qD极和S之间的电压Vds,最高耐压。qD极和S之间的导通内阻，随驱动电压高低，及电流大小，温度高低而变化。qD极和S之间的可持续工作电流及最大冲击电流。q故：对于不同的电池节数，充放电流的大小，充电器电压高低，持续放电时温度的高低，我们要选择不同的Mos-fet。续上续上q所有我们有时要选用不同耐压，不同电流，不同封装的Mos-fet来满足应用和客户要求。q这也是电池节数

7、，放电电流的大小影响Mos-fet,也是影响单价的主要原因。q所以在客户不知道以上参数的情况下，我们希望能等到客户产品的用途及测试客户产品。q不同耐压，电流，封装尺寸的Mos-fet之间的价格差异大，同时品牌质量也会影响单价。单节4.4.保护板原理图保护板原理图续上两节两节34节续上续上续上多节带电源管理n当多个电池组合串联时，由于电池容量不同，或长期存储时电池的自放电率不同，用同一个串联回路充电和放电，总是容量低或自放电率低的电池先充满，或总是容量低或自放电率高的电池先放空。n在不导致过充和过放的条件下，容量低或自放电率高的电池则代表了整个电池组的容量，则降低了整个电池组的容量和能量。n为了

8、让出现容量不平衡的电池组能量WH水平最大化，我们希望让高低容量不同的电池同时充满；希望让自放电率高的电池也和其它电池一样同时充满。5.5.均衡充电（平均衡充电（平衡充电）衡充电）续上q目前主要用均衡充电的方式经过多个循环去实现，均衡放电的方法复杂这里不做介绍。q见附图，充电时，容量低或自放电率低的电池电压升的快，当保护板中的监测器件监测到该电池时，只要电压达到某个设定数值，则开通并联在电池上的电阻给该电池放电，降低该电池的充电电流，降低该电池电压上升速度，以便让其它电池充得更满。q如某个电池比其它电池少500mAh，如果每次充电 其它电池每次多充100mAh，那么经过5个充电循环其它电池都可以

9、充满，这就达到了均衡充电的目的了。续上续上q对电芯的正负极，我们用B+和B-表示；对于组合后的正负极，我们用P+和P-标示。q电池组合后，由于增加镍带，线材，保护板甚至胶纸等辅料，组合尺寸比单体尺寸大，内阻也高过单体电芯；q多个电芯组合，务必尽量保证各电芯充放电回路损耗小，否则会人为造成电芯平台下降或充不满。多节组合，除串联充放电回路要根据电流大小选择镍带，线材，保护板外，其它检测电压线路只要能导电就好，要尽量靠近电芯极耳两端。q对于加板加线这样的组合，充电和放电的情况同单体是不同的，详见以下例子。5.Pack(5.Pack(包装包装)问问题题续上q电池B1,B2,B3经过配对组合，R1是导线

10、内阻。q充电时，B1/B2/B3电压同时上升，由于B1这节有R1的存在可能导致保护板检测的电压是V1+VR,会导致保护板提前保护，或充电器提前进入恒压充电阶段；放电情况同理是V1-VR。续上q加板加线的组合，充电时要考虑恒流电流在保护板和导线上产生的电压降对电池恒压点影响，充电电流大时影响更大，提前进入恒压充电。q加板加线的组合，放电时要考虑恒流电流在保护板和导线上产生的电压降对终止电压的影响，放电电流大影响更大，提前进入放电截止点，电池没有完全放电，导致容量低的误判断。q故高倍率电池放电终止电压，由于电流大，接触电阻及线损的影响，尽量设置至以下，才可能保证电芯电压放至。q引线线径，长度，插头，端子不能随意定义，意义也在于此，客户不清楚，则要向技术人员咨询。一般AWG30/0.5A,AWG28/1A,AWG26/2A,AWG24/3A,AWG22/4A,AWG20/5A,AWG18/7A,AWG16/10,AWG14/15A,AWG12/20A.END谢谢大家！谢谢大家！