�電池保護�是用來保�鋰電�電芯安全的器�,鋰電池具有放電電流�、內(nèi)阻低、壽命長、無記憶效應(yīng)等被人們廣泛使��鋰離子電�在使用中嚴禁過充電、過放電、短�,否則將會使電池起火、爆炸等致命缺點,所以,在使用可充鋰電池都會帶有一塊保護板來保護電芯的安全�
鋰電池保護板主要由保護IC和MOS管構(gòu)�
?�?)保護IC主要參數(shù)
1) 封裝
2) 過充電壓
3) 過充釋放電壓
4) 過放電壓
5) 過放釋放電壓
6) 耐壓
(2) MOSFET主要參數(shù)
1) N溝、P�
2) �(nèi)�
3) 封裝(TSSOP8 <簡稱薄片> 、SOP8<簡稱厚片>、SOT23-6等)
4) 耐電�
5) 耐電�
6) �(nèi)部是否連�
鋰電池保護板根據(jù)使用IC,電壓等不同而電路及參數(shù)有所不同,保護板有兩個核心部件:一塊保護IC,它是由精確的比較器來獲得可靠的保護參數(shù);另外是MOSFET串在主充放電回路中擔當高速開�(guān),執(zhí)行保護動作。下面以DW01 配MOS�8205A進行講解:
激活保護板的方法:當保護板P+、P-沒有輸出處于保護狀�(tài),可以短路B-、P-來激活保護板,這時,Dout、Cout均會處于低電平(保護IC此兩端口是高電平保護,低電平常態(tài))狀�(tài)打開兩個MOS開關(guān)�
1.鋰電池保護板其正常工作過程為:
當電芯電壓在2.5V�4.3V之間�,DW01 的第1腳、第3腳均輸出高電�(等于供電電壓),第二腳電壓�0V。此時DW01 的第1� 、第3腳電壓將分別加到8205A的第5�4腳,8205A�(nèi)的兩個電子開�(guān)因其G極接到來自DW01 的電�,故均處于導通狀�(tài),即兩個電子開�(guān)均處于開狀�(tài)。此時電芯的負極與保護板的P-端相當于直接連通,保護板有電壓輸出�
2.保護板過放電保護控制原理:
當電芯通過外接的負載進行放電�,電芯的電壓將慢慢降低,同時DW01 �(nèi)部將通過R1電阻實時�(jiān)測電芯電�,當電芯電壓下降到�2.3V時DW01 將認為電芯電壓已處于過放電電壓狀�(tài),便立即斷開�1腳的輸出電壓,使�1腳電壓變?yōu)?V�8205A�(nèi)的開�(guān)管因�5腳無電壓而關(guān)�。此時電芯的B-與保護板的P-之間處于斷開狀�(tài)。即電芯的放電回路被切斷,電芯將停止放電。保護板處于過放電狀�(tài)并一直保�。等到保護板的P 與P-間接上充電電壓后,DW01 �(jīng)B-檢測到充電電壓后便立即停止過放電狀�(tài),重新在�1腳輸出高電壓,使8205A�(nèi)的過放電控制管導�,即電芯的B-與保護板的P-又重新接�,電芯經(jīng)充電器直接充��
3.保護板過充電保護控制原理:
當電池通過充電器正常充電時,隨著充電時間的增�,電芯的電壓將越來越高,當電芯電壓升高�4.4V�,DW01 將認為電芯電壓已處于過充電電壓狀�(tài),便立即斷開�3腳的輸出電壓,使�3腳電壓變?yōu)?V�8205A�(nèi)的開�(guān)管因�4腳無電壓而關(guān)�。此時電芯的B-與保護板的P-之間處于斷開狀�(tài)。即電芯的充電回路被切斷,電芯將停止充電。保護板處于過充電狀�(tài)并一直保持。等到保護板的P 與P-間接上放電負載后,因此時雖然過充電控制開�(guān)管關(guān)�,但其�(nèi)部的二極管正方向與放電回路的方向相同,故放電回路可以進行放電,當電芯的電壓被放到低�4.3V�,DW01 停止過充電保護狀�(tài)重新在第3腳輸出高電壓,使8205A�(nèi)的過充電控制管導�,即電芯的B-與保護板P-又重新接�,電芯又能進行正常的充放電.
4.保護板短路保護控制原�:
在保護板對外放電的過程中�8205A�(nèi)的兩個電子開�(guān)并不完全等效于兩個機械開�(guān),而是等效于兩個電阻很小的電阻,并稱為8205A的導通內(nèi)�� 每個開�(guān)的導通內(nèi)阻約�30m\U 03a9共約�60m\U 03a9,加在G極上的電壓實際上是直接控制每個開�(guān)管的導通電阻的大小當G極電壓大�1V�,開�(guān)管的導通內(nèi)阻很�(幾十毫歐),相當于開關(guān)閉合,當G極電壓小�0.7V以下�,開�(guān)管的導通內(nèi)阻很�(幾MΩ),相當于開關(guān)斷開。電壓UA就是8205A的導通內(nèi)阻與放電電流�(chǎn)生的電壓,負載電流增大則UA必然增大,因UA0.006L×IUA又稱�8205A的管壓降,UA可以簡接表明放電電流的大�。上升到0.2V時便認為負載電流到達了極限�,于是停止第1腳的輸出電壓,使�1腳電壓變?yōu)?V�8205A�(nèi)的放電控制管�(guān)�,切斷電芯的放電回路,將�(guān)斷放電控制管。換言之DW01 允許輸出的電流是3.3A,實�(xiàn)了過電流保護�
5. 短路保護控制過程:
短路保護是過電流保護的一種極限形式,其控制過程及原理與過電流保護一�,短路只是在相當于在P P-間加上一個阻值小的電�(約為0Ω)使保護板的負載電流瞬時達�10A以上,保護板立即進行過電流保護�
1、電壓保護能�
過充電保護:保護板必須具有預防電芯電壓超過預�(shè)值的能力過放電保護:保護板必須具有預防電芯電壓底于預�(shè)值的能力
2.電流能力(過流保護電流,短路保護)
保護板作為鋰電芯的安全保護器�,既要在設(shè)備的正常工作電流范圍�(nèi),能可靠工�,又要在當電池被意外短路或過流時能迅速動�,使電芯得到保�.
3、導通電阻:
定義:當充電電流�500mA�,MOS管的導通阻��
由于通訊�(shè)備的工作頻率較高,數(shù)�(jù)傳輸要求誤碼率低,其脈沖串的上升及下降沿陡,故對電池的電流輸出能力和電壓�(wěn)定度要求�,因此保護板的MOS管開�(guān)導通時電阻要小,單節(jié)電芯保護板通常�<70mΩ ,如太大會導致通訊�(shè)備工作不正常,如手機在通話時突然斷�、電話接不�、噪聲等�(xiàn)��
4、自耗電�
定義:IC工作電壓�3.6V,空載狀�(tài)下,流經(jīng)保護IC的工作電�,一般極�.
保護板的自耗電流直接影響電池的待機時間,通常�(guī)定保護板的自耗電流小�10微安.
5、機械性能、溫度適�(yīng)能力、抗靜電能力
保護板必須能通過國標�(guī)定的震動,沖擊試驗;保護板在- 40�85度能安全工作,能經(jīng)受�15KV的非接觸ESD靜電測試.
鋰電池保護板廣泛�(yīng)用于手機、對講機、便攜式DVD、礦�、電動玩�、MP3/4電動工具、數(shù)碼相機攝像機、筆記本電腦、軍用戰(zhàn)�(shù)�、測繪儀器電動自行車、電動滑板車、航�、機器人、吸塵器、各種野外勘探作�(yè)�(shè)��
保護IC的生�(chǎn)�
1)精工:日本
S8261<單節(jié)>,S8232<雙節(jié)>���
2)理光:日本
R5400、R5402、R5421、R5426 ���
3)美之美:日�
MM3077<單節(jié)>,MM1414<3/4節(jié)>�。�
4)富晶:臺灣
單節(jié):DW01+,DW01-,F(xiàn)S312F,F(xiàn)S326系列�
雙節(jié):FS3332
5)新德:臺灣 CS213 (單節(jié)�
6)中星微:北� VM7021 (單節(jié)�
7)士蘭:杭州 SC451(單節(jié)�
MOSFET的生�(chǎn)�
1)捷拓(臺灣):GE8205A,GE9926�5NF20V。��
2)ANPEC茂達(臺灣)�
APM9926,SM9926C,SM9988,APM9435,APM4435,APM2506 APM4953,APM9926,APM4410,APM2301,APM7313,APM3055,APM2014,APM2054,APM2509,APM9410�。�
3)FAIRCHILD(仙童):FDS9926,FDW9926
4)CET(臺灣華瑞):CEM9926, CEM8205,CES2301,CES2312,CES2321, CEM9435,CEM4953,CEM8958��
5)ST(意法)�5NF20V
6)SANYO(日本三洋):FTD2017、FTD2011A、ECH8601����
7)AOS(美國)AO8822、AO8810、AO8816、AO4805、AO4953、AO9953、AO4801H。��
8)三合微(臺灣):STG8203、STG8204、STG8205、STG2301。��
9)南海(臺灣):SSS8205,SSS9926,SSS5NF20V���