精品国偷自产在线_亚洲线精品一区二区三区影音先锋_韩国免费a级作爱片无码_在线观看印度女人性液_最近高清日本免费_欧亚一级毛片免费看_上司人妻互换hd无码中文_国产高清不卡无码视频_亚洲欧美激情桃花_a久久精品综合一本色道
0755-2945-4917

簡述鋰離子電池保護(hù)板的原理2021-07-02 09:01

鋰電池保護(hù)板原理

  鋰電池(可充型)之所以需要保護(hù),是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電,因此鋰電池鋰電組件總會跟著一塊精致的保護(hù)板和一片電流保險器出現(xiàn)。

  鋰電池的保護(hù)功能通常由保護(hù)電路板和PTC等電流器件協(xié)同完成,保護(hù)板是由電子電路組成,在-40℃至+85℃的環(huán)境下時刻準(zhǔn)確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流,及時控制電流回路的通斷;PTC在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。

  普通鋰電池保護(hù)板通常包括控制IC、MOS開關(guān)、電阻、電容及輔助器件FUSE、PTC、NTC、ID、存儲器等。其中控制IC,在一切正常的情況下控制MOS開關(guān)導(dǎo)通,使電芯與外電路導(dǎo)通,而當(dāng)電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時,它立刻控制MOS開關(guān)關(guān)斷,保護(hù)電芯的安全。

  在保護(hù)板正常的情況下,Vdd為高電平,Vss,VM為低電平,DO、CO為高電平,當(dāng)Vdd,Vss,VM任何一項參數(shù)變換時,DO或CO端的電平將發(fā)生變化。

  1、過充電檢出電壓:在通常狀態(tài)下,Vdd逐漸提升至CO端由高電平變?yōu)榈碗娖綍rVDD-VSS間電壓。

  2、過充電解除電壓:在充電狀態(tài)下,Vdd逐漸降低至CO端由低電平變?yōu)楦唠娖綍rVDD-VSS間電壓。

  3、過放電檢出電壓:通常狀態(tài)下,Vdd逐漸降低至DO端由高電平變?yōu)榈碗娖綍rVDD-VSS間電壓。

  4、過放電解除電壓:在過放電狀態(tài)下,Vdd逐漸上升到DO端由低電平變?yōu)楦唠娖綍rVDD-VSS間電壓。

  5、過電流1檢出電壓:在通常狀態(tài)下,VM逐漸升至DO由高電平變?yōu)榈碗娖綍rVM-VSS間電壓。

  6、過電流2檢出電壓:在通常狀態(tài)下,VM從OV起以1ms以上4ms以下的速度升到DO端由高電平變?yōu)榈碗娖綍rVM-VSS間電壓。

  7、負(fù)載短路檢出電壓:在通常狀態(tài)下,VM以O(shè)V起以1μS以上50μS以下的速度升至DO端由高電平變?yōu)榈碗娖綍rVM-VSS間電壓。

  8、充電器檢出電壓:在過放電狀態(tài)下,VM以O(shè)V逐漸下降至DO由低電平變?yōu)樽優(yōu)楦唠娖綍rVM-VSS間電壓。

  9、通常工作時消耗電流:在通常狀態(tài)下,流以VDD端子的電流(IDD)即為通常工作時消耗電流。

  10、過放電消耗電流:在放電狀態(tài)下,流經(jīng)VDD端子的電流(IDD)即為過流放電消耗電流。

  1、通常狀態(tài):電池電壓在過放電檢出電壓以上(2.75V以上),過充電檢出電壓以下(4.3V以下),VM端子的電壓在充電器檢出電壓以上,在過電流/檢出電壓以下(OV)的情況下,IC通過監(jiān)視連接在VDD-VSS間的電壓差及VM-VSS間的電壓差而控制MOS管,DO、CO端都為高電平,MOS管處導(dǎo)通狀態(tài),這時可以自由的充電和放電;

  當(dāng)電池被充電使電壓超過設(shè)定值VC(4.25-4.35V)后,VD1翻轉(zhuǎn)使Cout變?yōu)榈碗娖?,T1截止,充電停止,當(dāng)電池電壓回落至VCR(3.8-4.1V)時,Cout變?yōu)楦唠娖?,T1導(dǎo)通充電繼續(xù),VCR小于VC一個定值,以防止電流頻繁跳變。

  當(dāng)電池電壓因放電而降低至設(shè)定值VD(2.3-2.5V)時,VD2翻轉(zhuǎn),以IC內(nèi)部固定的短時間延時后,使Dout變?yōu)榈碗娖?,T2截止,放電停止。

  當(dāng)電路放電電流超過設(shè)定值或輸出被短路時,過流、短路檢測電路動作,使MOS管(T2)關(guān)斷,電流截止。

  該保護(hù)回路由兩個MOSFET(T1、T2)和一個控制IC(N1)外加一些阻容元件構(gòu)成??刂?br />
  IC負(fù)責(zé)監(jiān)測電池電壓與回路電流,并控制兩個MOSFET的柵極,MOSFET在電路中起開關(guān)作用,分別控

  制著充電回路與放電回路的導(dǎo)通與關(guān)斷,C2為延時電容,該電路具有過充電保護(hù)、過放電保護(hù)、過電流保

  護(hù)與短路保護(hù)功能,其工作原理分析如下:

  1、正常狀態(tài)

  在正常狀態(tài)下電路中N1的“CO”與“DO”腳都輸出高電壓,兩個MOSFET都處于導(dǎo)通狀態(tài),電池可以自由地進(jìn)行充電和放電,由于MOSFET的導(dǎo)通阻抗很小,通常小于30毫歐,因此其導(dǎo)通電阻對電路的性能影響很小。

  此狀態(tài)下保護(hù)電路的消耗電流為μA級,通常小于7μA。

  2、過充電保護(hù)

  鋰離子電池要求的充電方式為恒流/恒壓,在充電初期,為恒流充電,隨著充電過程,電壓會上升到4.2V(根據(jù)正極材料不同,有的電池要求恒壓值為4.1V),轉(zhuǎn)為恒壓充電,直至電流越來越小。

  電池在被充電過程中,如果充電器電路失去控制,會使電池電壓超過4.2V后繼續(xù)恒流充電,此時電池電壓仍會繼續(xù)上升,當(dāng)電池電壓被充電至超過4.3V時,電池的化學(xué)副反應(yīng)將加劇,會導(dǎo)致電池?fù)p壞或出現(xiàn)安全問題。

  在帶有保護(hù)電路的電池中,當(dāng)控制IC檢測到電池電壓達(dá)到4.28V(該值由控制IC決定,不同的IC有不同的值)時,其“CO”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷海筎1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷,從而切斷了充電回路,使充電器無法再對電池進(jìn)行充電,起到過充電保護(hù)作用。而此時由于T1自帶的體二極管VD1的存在,電池可以通過該二極管對外部負(fù)載進(jìn)行放電。

  在控制IC檢測到電池電壓超過4.28V至發(fā)出關(guān)斷T1信號之間,還有一段延時時間,該延時時間的長短由C2決定,通常設(shè)為1秒左右,以避免因干擾而造成誤判斷。

  3、過放電保護(hù)

  電池在對外部負(fù)載放電過程中,其電壓會隨著放電過程逐漸降低,當(dāng)電池電壓降至2.5V時,其容量已被完全放光,此時如果讓電池繼續(xù)對負(fù)載放電,將造成電池的永久性損壞。

  在電池放電過程中,當(dāng)控制IC檢測到電池電壓低于2.3V(該值由控制IC決定,不同的IC有不同的值)時,其“DO”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?,使T2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷,從而切斷了放電回路,使電池?zé)o法再對負(fù)載進(jìn)行放電,起到過放電保護(hù)作用。而此時由于T2自帶的體二極管VD2的存在,充電器可以通過該二極管對電池進(jìn)行充電。

  由于在過放電保護(hù)狀態(tài)下電池電壓不能再降低,因此要求保護(hù)電路的消耗電流極小,此時控制IC會進(jìn)入低功耗狀態(tài),整個保護(hù)電路耗電會小于0.1μA。在控制IC檢測到電池電壓低于2.3V至發(fā)出關(guān)斷T2信號之間,也有一段延時時間,該延時時間的長短由C2決定,通常設(shè)為100毫秒左右,以避免因干擾而造成誤判斷。

  4、過電流保護(hù)

  由于鋰離子電池的化學(xué)特性,電池生產(chǎn)廠家規(guī)定了其放電電流最大不能超過2C(C=電池容量/小時),當(dāng)電池超過2C電流放電時,將會導(dǎo)致電池的永久性損壞或出現(xiàn)安全問題。

  電池在對負(fù)載正常放電過程中,放電電流在經(jīng)過串聯(lián)的2個MOSFET時,由于MOSFET的導(dǎo)通阻抗,會在其兩端產(chǎn)生一個電壓,該電壓值U=I*RDS*2,RDS為單個MOSFET導(dǎo)通阻抗,控制IC上的“V-”腳對該電壓值進(jìn)行檢測,若負(fù)載因某種原因?qū)е庐惓?,使回路電流增大,?dāng)回路電流大到使U>0.1V(該值由控制IC決定,不同的IC有不同的值)時,其“DO”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷海筎2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷,從而切斷了放電回路,使回路中電流為零,起到過電流保護(hù)作用。

  在控制IC檢測到過電流發(fā)生至發(fā)出關(guān)斷T2信號之間,也有一段延時時間,該延時時間的長短由C2決定,通常為13毫秒左右,以避免因干擾而造成誤判斷。

  在上述控制過程中可知,其過電流檢測值大小不僅取決于控制IC的控制值,還取決于MOSFET的導(dǎo)通阻抗,當(dāng)MOSFET導(dǎo)通阻抗越大時,對同樣的控制IC,其過電流保護(hù)值越小。

  5、短路保護(hù)

  電池在對負(fù)載放電過程中,若回路電流大到使U>0.9V(該值由控制IC決定,不同的IC有不同的值)時,控制IC則判斷為負(fù)載短路,其“DO”腳將迅速由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?,使T2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷,從而切斷放電回路,起到短路保護(hù)作用。短路保護(hù)的延時時間極短,通常小于7微秒。其工作原理與過電流保護(hù)類似,只是判斷方法不同,保護(hù)延時時間也不一樣。

聲明: 本網(wǎng)站所發(fā)布文章,均來自于互聯(lián)網(wǎng),不代表本站觀點(diǎn),如有侵權(quán),請聯(lián)系刪除(QQ:2881247214)

精品国偷自产在线_亚洲线精品一区二区三区影音先锋_韩国免费a级作爱片无码_在线观看印度女人性液_最近高清日本免费_欧亚一级毛片免费看_上司人妻互换hd无码中文_国产高清不卡无码视频_亚洲欧美激情桃花_a久久精品综合一本色道