常見的鋰電池保護電路的工作原理

大家好，小科來為大家解答以上問題。常見的鋰電池保護電路的工作原理這個很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

1、今天介紹常見的鋰電池保護電路的工作原理。

2、序

3、舉個不恰當?shù)睦?，電池的充放電就像孩子喝母乳一樣?/p>

4、1.如果讓孩子一直喝，家長不控制，那么這種奶可能喝了，類似電池過放；

5、2.如果父母不一直給孩子奶，這種奶會越積越多，類似于電池過度充電；

6、3.如果孩子急喝牛奶，容易嗆奶，類似電池過流保護；

7、科學規(guī)律地喝牛奶，需要家長的監(jiān)督。電池如何科學充放電？

8、所有鋰電池都有一個安全的電壓范圍，最高和最低電壓一般稱為充放電終止電壓或截止電壓。當電池的實際工作電壓長期低于放電終止電壓或長期高于充電終止電壓時，電池內(nèi)部會發(fā)生不可逆的損傷，嚴重損壞電池，導致性能下降，俗稱電池衰減，表現(xiàn)為電池內(nèi)阻和容量增加等。

9、因此，鋰離子電池內(nèi)部通常有一個小PCB，與電池封裝在一起，如下圖所示，其主要功能是保護電池。

10、紅色的盒子是電池保護板。

11、根據(jù)這塊電路板的電路元件不同，控制IC失效后通常有過放保護、過充保護、過流保護、短路保護和FUSE保護。下面將用一個普通電路解釋這些保護的工作原理。

12、鋰電池保護板的組成

13、一般鋰電池保護板由控制IC、MOS管、電阻電容、FUSE等組成，如下圖所示。

14、基于的普通鋰電池保護板電路圖

15、TH用于溫度檢測，內(nèi)部是一個與電池負極相連的10K NTC；ID是電池原位檢測，一般47K/10K電阻接在電阻負極，有的是0R電阻；TH和ID是可選的，并不是所有的鋰電池都有。

16、然后，根據(jù)以上電路，我們來看看以下保護的工作原理！

17、過充電保護

18、電池充電時，電流(箭頭所示方向)從電池組正極流入，經(jīng)過FUSE后從負極流出，底部的兩個MOS管都處于導通狀態(tài)。

19、給電池充電時，電流方向如箭頭所示。

20、充電時，控制集成電路X1將始終監(jiān)控第五引腳VDD和第六引腳VSS之間的電壓。當該電壓大于或等于過充電截止電壓并且滿足過充電電壓的延遲時間時，X1將通過控制第三引腳來關(guān)閉金屬氧化物半導體晶體管Q2。Q2關(guān)閉后，充電電路被切斷(Q2的體二極管D2也反向關(guān)閉)，此時電池只能放電。

21、過充電保護釋放條件(只能滿足一個條件):

22、1.電池兩端的電壓下降到保護集成電路的過充電恢復電壓。

23、2.加載電池組的輸出端進行放電，直到電壓低于過充保護電壓。

24、過放電保護

25、當對電池組兩端施加負載進行放電時，電流(箭頭所示方向)與充電方向相反，如下圖所示。

26、當電池放電時，電流方向如箭頭所示。

27、放電時，控制集成電路X1將始終監(jiān)控引腳5 VDD和引腳6 VSS之間的電壓。當該電壓小于或等于過放電截止電壓并達到過放電電壓的延遲時間時，控制集成電路X1將通過引腳1關(guān)閉Q1。Q1斷開后，放電電路被切斷(Q1的體二極管D1反向斷開)，此時電池只能充電。

28、過放電保護釋放條件：當VM和VDD之間的電壓達到過放電水平時，移除負載，給電池組充電，并恢復供電。

過流保護/短路保護

過流保護指的是過放電流的保護，一般的控制IC有過流保護和短路保護兩種，控制IC時刻監(jiān)測VSS-VM之間的電壓值，當電壓值達到過流保護或者短路保護的閾值且滿足延時時間，控制IC會將MOS管Q1關(guān)閉，切斷放電回路。

電池放電時電流方向如箭頭所示

過電流保護解除的條件是：將輸出端負載拿掉，控制IC會自動將Q1重新打開。

過流保護的電壓值一般是0.1~0.2V，短路保護檢測的電壓值一般是0.9V~2V，這兩個值都與控制IC有關(guān)系，不同的IC，這兩個值不一樣。

短路保護電壓值指的是電流流經(jīng)Q1和Q2上的導通壓降，即可以得出，如果MOS管的導通內(nèi)阻越大，保護電流值就越小。

36、如：內(nèi)阻為20mΩ的MOS管，選用的過電流值為0.15V的控制IC，那過流保護的電流應為：0.15V/（0.02*2）=3.75A。

控制IC失效之后的FUSE保護

有的保護板里面會加上保險絲，在控制IC失效之后，起到一個二級保護作用，避免更壞的結(jié)果，當然也會增加成本。

審核

本文到此結(jié)束，希望對大家有所幫助。