锂电池保护板工作原理
锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析
锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析
锂电池保护板根据使用IC，电压等不同而电路及参数有所不同，下面以DW01 配MOS管8205A进行讲解：
锂电池保护板其正常工作过程为：
当电芯电压在2.5V至4.3V之间时，DW01 的第1脚、第3脚均输出高电平（等于供电电压），第二脚电压为0V。
此时DW01 的第1脚、第3脚电压将分别加到8205A的第5、4脚，8205A内的两个电子开关因其G
极接到来自DW01 的电压，故均处于导通状态，即两个电子开关均处于开状态。
此时电芯的负极与保护板的P-端相当于直接连通，保护板有电压输出。
2.保护板过放电保护控制原理：
当电芯通过外接的负载进行放电时，电芯的电压将慢慢降低，同时。
锂电池保护板工作原理
锂电池保护板工作原理
锂电池保护板是用于保护锂电池的一种电路板，其工作原理如下：
1. 过充保护：锂电池充电时，电池电压不断上升。
当电池电压达到设定的过充保护阈值时，保护板会通过检测电池电压来关闭充电回路，防止电池过充，从而提高电池的使用寿命和安全性。
2. 过放保护：锂电池放电时，电池电压逐渐降低。
当电池电压降到设定的过放保护阈值时，保护板会通过检测电池电压来切断放电回路，防止电池过放，以保护电池的性能和可靠性。
3. 短路保护：如果在电池的正负极之间存在短路情况，保护板会检测到异常电流，并立即切断电路，以防止电池和电路的损坏。
4. 温度保护：锂电池在过高或过低的温度下工作会产生安全隐患。
保护板通常会集成温度传感器，当电池温度超过设定的范围时，保护板将采取相应的措施，如切断充放电回路，以保护电池及周围环境的安全。
综上所述，锂电池保护板通过监测电池电压、电流和温度等参数，实现对锂电池的保护和控制，避免潜在的安全问题，并提高电池的性能和使用寿命。
锂电池保护板的工作原理
3.保护板过充电保护控制原理:
当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯的电压将越来越高，当电芯电压升高到4.4V时,DW01 将认为电芯电压已处于过充电电压状态，便立即断开第3脚的输出电压，使第3脚电压变为0V，8205A内的开关管因第4脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的充电回路被切断，电芯将停止充电。保护板处于过充电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上放电负载后，因此时虽然过充电控制开关管关闭,但其内部的二极管正方向与放电回路的方向相同,故放电回路可以进行放电,当电芯的电压被放到低于4.3V时,DW01 停止过充电保护状态重新在第3脚输出高电压，使8205A内的过充电控制管导通，即电芯的B-与保护板P-又重新接上，电芯又能进行正常的充放电.
2.保护板过放电保护控制原理:
当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01 内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01 将认为电芯电压已处于过放电电压状态，便立即断开第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V，8205A内的开关管因第5脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上充电电压后，DW01 经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态，重新在第1脚输出高电压，使8205A内的过放电控制管导通，即电芯的B-与保护板的P-又重新接上，电芯经充电器直接充电。
4.保护板短路保护控制原理:
在保护板对外放电的过程中，8205A内的两个电子开关并不完全等效于两个机械开关，而是等效于两个电阻很小的电阻，并称为8205A的导通内阻， 每个开关的导通内阻约为30m/U 03a9共约为60m/U 03a9，加在G极上的电压实际上是直接控制每个开关管的导通电阻的大小当G极电压大于1V时，开关管的导通内阻很小(几十毫欧)，相当于开关闭合，当G极电压小于0.7V以下时，开关管的导通内阻很大(几MΩ)，相当于开关断开。电压UA就是8205A的导通内阻与放电电流产生的电压，负载电流增大则UA必然增大,因UA0.006L×IUA又称为8205A的管压降，UA可以简接表明放电电流的大小。上升到0.2V时便认为负载电流到达了极限值，于是停止第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V、8205A内的放电控制管关闭，切断电芯的放电回路，将关断放电控制管。换言之DW01 允许输出的最大电流是3.3A，实现了过电流保护。
锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析
锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析
锂电池保护板根据使用IC，电压等不同而电路及参数有所不同，下面以DW01 配MOS 管8205A 进行讲解：
锂电池保护板其正常工作过程为：
当电芯电压在2.5V 至4.3V 之间时，DW01 的第1 脚、第3 脚均输出高
电平（等于供电电压），第二脚电压为0V。
此时DW01 的第1 脚、第3 脚电
压将分别加到8205A 的第5、4 脚，8205A 内的两个电子开关因其G 极接到来
自DW01 的电压，故均处于导通状态，即两个电子开关均处于开状态。
此时电芯的负极与保护板的P-端相当于直接连通，保护板有电压输出。
2.保护板过放电保护控制原理：
当电芯通过外接的负载进行放电时，电芯的电压将慢慢降低，同时DW01 内部将通过R1 电阻实时监测电芯电压，当电芯电压下降到约2.3V 时DW01 将认为电芯电压已处于过放电电压状态，便立即断开第1 脚的输出电压，使第1 脚电压变为0V，8205A 内的开关管因第5 脚无电压而关闭。
此时电芯
的B-与保护板的P-之间处于断开状态。
即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。
保护板处于过放电状态并一直保持。
等到保护板的P 与P-间接上充电电压后，DW01 经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态，重新在第1 脚输出高电压，使8205A 内的过放电控制管导通，即电芯的B-与保护板的P-又
重新接上，电芯经充电器直接充电。
4.保护板过充电保护控制原理：
当电池通过充电器正常充电时，随着充电时间的增加，电芯的电压将越。
锂电池保护板基本知识
短
路
控
制
IC
P+
P-
P+和P-短路
4、均衡原理
为什么要加均衡：电芯在生产过程中由于工艺的差异不 可能做到让每一个电芯的电压内阻等做到完全一致，所 以在串联使用的过程中，内阻大的电芯先放完电，又先 充饱电，长期这样使用久了，各个串联电芯的容量和电 压的差异也越来越明显。容量小的那节电芯每次都滿充 滿放，而容量大的电芯都是浅充浅放，容量大的电芯不 能得到完全利用，从而影响整组电池的使用寿命。
由聚合物树酯基体及分布在里面的导电粒子组成，在正常
情况下，导电粒子在树酯中构成导电通路，器件表现为低
阻抗，电路中有过流发生时，流经PTC的大电流产生的热 量使聚合物树酯基体体积臌胀，因而切断导电粒子间的连 接，从而对电路的过流起保护作用。当故障解除后，方可
自动恢复到初始状态，保证电路正常工作。
通路
受热基体膨胀 故障解除基体恢复初始状态
•保护板上主要有控制IC、MOS及电阻、电 容，保险丝，PTC,NTC等。
•目前动力电池保护板常用的保护方案有： 精工、理光、美之美、凹凸、TI、凌特、 MCU等。
电阻 电容 PCB
保护IC
MOS管
保护板元器件简介
1、电阻：起限流、采样作用；
2、电容：对直流电而言电阻值“∞“，对交流电而言 阻 值接近零，电容两端电压不能突变，能起瞬间 稳压作用，滤波作用；
断路
5、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。
6、 MOS管：保护板动作的开关器件，把它 想象成一个低内阻的可控开关就可以了。当电 池组发生异常时，MOS管关断，开关断开，停 止放电，电池组得到保护。
锂电池保护板工作原理及构成
锂离子电池保护板工作原理及其构成锂离子电池保护板工作原理及其构成MOS锂在元素周期表上第3位，外层电子1个，容易失去形成稳定结构，所以是非常活泼的一种金属。
而锂离子电池具有放电电流大、内阻低、寿命长、无记忆效应等被人们广泛使用，锂离子电池在使用中严禁过充电、过放电、短路，否则将会使电池起火、爆炸等致命缺点，所以，在使用可充锂电池都会带有一块保护板来保护电芯的安全。
保护板有两个核心部件：一块保护IC，它是由精确的比较器来获得可靠的保护参数；另外是MOSFE T串在主充放电回路中担当高速开关，执行保护动作。
电路原理图如下：1、下面介绍保护IC个引脚功能：VDD是IC电源正极，VSS是电源负极，V-是过流/短路检测端，Do ut是放电保护执行端，Cout是充电保护执行端。
2、保护板端口说明：B+、B-分别是接电芯正极、负极；P+、P-分别是保护板输出的正极、负极；T 为温度电阻（NTC）端口，一般需要与用电器的MCU配合产生保护动作，后面会介绍，这个端口有时也标为ID，意即身份识别端口，这时，图上的R3一般为固定阻值的电阻，让用电器的CPU辨别是否为指定的电池。
保护板工作过程：1、激活保护板的方法：当保护板P+、P-没有输出处于保护状态，可以短路B-、P-来激活保护板，这时，Dout、Cout均会处于低电平（保护IC此两端口是高电平保护，低电平常态）状态打开两个MOS 开关。
2、充电：P+、P-分别接充电器的正负极，充电电流经过两个MOS对电芯进行充电。
这时，IC的VDD、VSS既是电源端，也是电芯电压检测端（经R1）。
随着充电的进行，电芯电压逐渐升高，当升高到保护IC门限电压（一般是4.30V，通常称为过充保护电压）时，Cout随即输出高电平将对应那个M OS关断，充电回路也被断开。
过充保护后，电芯电压会下降，当下降到IC门限电压（一般为4.10V，通常称为过充保护恢复电压）时，Cout恢复低电平状态打开MOS开关。
三串锂电池保护板原理
三串锂电池保护板原理
三串锂电池保护板是一种用于保护锂电池充放电过程中的电压和温度的装置。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 电压保护：当任意一个串联的锂电池电压超过设定的阈值时，保护板会自动切断电池的电流，以防止电池过充。
当电池电压低于设定的阈值时，保护板会自动切断电池的负载，以防止电池过放。
2. 温度保护：保护板内置有温度传感器，可以实时监测电池的温度。
当电池温度过高时，保护板会自动切断电池的电流，以防止电池过热。
3. 平衡充电：由于不同串联锂电池之间可能存在电压差异，保护板还可以实现对电池之间的电压进行平衡充电。
当电池之间的电压差超过设定的阈值时，保护板会通过调节电流的分配，使得电池之间的电压趋于平衡。
4. 通信控制：保护板通常还具有与外部设备进行通信的功能，可以通过串口或者其他通信接口，向外部设备传递电池的状态信息，以实现对电池的监测和控制。
三串锂电池保护板主要通过监测电池的电压和温度，实现对电池的保护和平衡充电，以延长电池的使用寿命，并通过通信控制与外部设备进行交互。
锂电池保护板原理
锂电池保护电路原理分析，由于锂电池的特性与其它可充电电池不同，内部通常都带有一块保护板，不少人对该保护板的作用不了解（有些人可能还不知道锂电池里有保护电路），下面将对锂电池的特点及其保护电路工作原理进行阐述。
由于锂电池的化学特性，在锂电池保护电路原理分析，由于锂电池的特性与其它可充电电池不同，内部通常都带有一块保护板，不少人对该保护板的作用不了解（有些人可能还不知道锂电池里有保护电路），下面将对锂电池的特点及其保护电路工作原理进行阐述。
由于锂电池的化学特性，在正常使用过程中，其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应，但在某些条件下，如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应,该副反应加剧后，会严重影响电池的性能与使用寿命，并可能产生大量气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题，因此所有的锂电池都需要一个保护电路，用于对电池的充、放电状态进行有效监测，并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害。
下图为一个典型的锂电池保护电路原理图。
锂电池保护电路锂电池保护板如上图所示，该保护回路由两个MOSFET（V1、V2）和一个控制IC（N1）外加一些阻容元件构成。
控制IC负责监测电池电压与回路电流，并控制两个MOSFET的栅极，MOSFET 在电路中起开关作用，分别控制着充电回路与放电回路的导通与关断，C3为延时电容，该电路具有过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护功能，其工作原理分析如下：1、正常状态在正常状态下电路中N1的“CO”与“DO”脚都输出高电压，两个MOSFET都处于导通状态，电池可以自由地进行充电和放电，由于MOSFET的导通阻抗很小，通常小于30毫欧，因此其导通电阻对电路的性能影响很小。
此状态下保护电路的消耗电流为μA级，通常小于7μA。
2、过充电保护锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压，在充电初期，为恒流充电，随着充电过程，电压会上升到4.2V(根据正极材料不同，有的电池要求恒压值为4.1V)，转为恒压充电，直至电流越来越小。
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PACKAGE TYPE SOT-23-6(Green-Package) Refer to the product name list on the next page
Applications
Protection IC for One-Cell Lithium-Ion / Lithium-Polymer Battery Pack
REV. 1.1
DW01x-DS-11_EN
OCT 2011
Datasheet
DW01x
One Cell Lithium-ion/Polymer Battery Protection IC
FO Fo P R r R ro TU ef pe NE er rti ' en es ce O nl y
DW01x
DW01 Series
GND TD
CS
OD
OC
R2 1~2 k Ω
M1
M2
BATT-
Symbol R1
Purpose protection. For power fluctuation.
Recommended 470Ω
C1 R2
For power fluctuation. Protection for reverse connection of a charger.
Rev. 1.1
4/19
DW01x
7.
VCC
Functional Block Diagram
TD
VSS
Short circuit Detector Oscillator Control Circuit Over current Detector
VSS
Overcharge Detector
FO Fo P R r R ro TU ef pe NE er rti ' en es ce O nl y
0.1μF 1k~2kΩ
Select a resistance as large as possible to prevent large current when a charge is connected in reverse.
Rev. 1.1
5/19
DW01x
9.
Absolute Maximum Ratings
Top Point：Lot No
For DW01A~D & DW01-P X instead of series code A ~D, P Bottom Point：Year w : week, A~Z & A ~ Z
For DW01+ & DW01Top Point：Lot No
Bottom Point：Year w : week, A~Z & A ~ Z
Delay times are generated by internal circuits. No external capacitors required.
Rev. 1.1
3/19
DW01x
5.
Product Name List
Overcharge Overcharge Overdischarge Overdischarge Overcurrent detection release detection release detection 0V Stand by voltage voltage voltage voltage voltage change function Package [VOCP] [VOCR] [VODP] [VODR] [VOI1] function release (V) (V) (V) 2.400.100 2.400.100 2.400.100 2.400.100 2.400.100 (V) 3.00.100 3.00.100 3.00.100 3.00.100 3.00.100 (mV) 15030 15030 15030 15030 15030 15030 15030 -
Model
FO Fo P R r R ro TU ef pe NE er rti ' en es ce O nl y
DW01-G SOT-23-6 4.2500.050 4.0500.050 DW01-P SOT-23-6 4.2800.070 4.0800.070 YES DW01A-G SOT-23-6 4.3000.050 4.1000.050 DW01B-G SOT-23-6 4.3000.050 4.1000.050 AUTO recovery YES DW01C-G SOT-23-6 4.2500.050 4.0500.050 2.3800.100 DW01D-G SOT-23-6 4.2800.050 4.0800.050 2.400.100 2.9800.100 2.500.100 AUTO recovery AUTO recovery
Operating Temperature Range Storage Temperature Range TOP TST °C °C -40 to +125 Note: DW01series contains a circuit that will protect it from static discharge; but please take special care that no excessive static electricity or voltage which exceeds the limit of the protection circuit will be applied to it.
DW01+G SOT-23-6 4.3000.050 4.1000.050
6.
Pin Configuration and Package Marking Information
Pin No. 1 2 3 4 5 6 Symbol OD CS Description
MOSFET gate connection pin for discharge control Input pin for current sense, charger detect
6
5
4
OC TD
MOSFET gate connection pin for charge control Test pin for reduce delay time
DW01x
VCC
Power supply, through a resistor (R1) Ground pin
1
2
3
GND
. . .. . DW01 . . . W
FO Fo P R r R ro TU ef pe NE er rti ' en es ce O nl y
This manual contains new product information. Fortune Semiconductor Corporation reserves the rights to modify the product specification without further notice. No liability is assumed by Fortune Semiconductor Corporation as a result of the use of this product. No rights under any patent accompany the sale of the product.
Input voltage between VCC and GND * OC output pin voltage OD output pin voltage CS input pin voltage
FO Fo P R r R ro TU ef pe NE er rti ' en es ce O nl y
2.
Features
Reduction in Board Size due to Miniature Package SOT-23-6. Ultra-Low Quiescent Current at 3μA (Vcc=3.9V).
Ultra-Low Power-Down Current at 0.1μA or Overdischarge Current at 3μA (Vcc=2.0V). Precision Overcharge Protection Voltage 4.21V~4.35,accuracy of± 70mV or ±50mV.
4.
The DW01 series battery protection IC is designed to protect lithium-ion/polymer battery from damage or degrading the lifetime due to overcharge, overdischarge, and/or overcurrent for one-cell lithium-ion/polymer battery powered systems, such as cellular phones. The ultra-small package and less required external components make it ideal to integrate the DW01 series into the limited space of battery pack. The accurate ±50mV or ±70mv overcharging detection voltage ensures safe and full utilization charging. The very low standby current drains little current from the cell while in storage.