锂电池保护板基本知识
锂电池保护板工作原理
锂电池保护板工作原理
锂电池保护板是一种用于保护锂电池的重要组件，它能够有效地监控和控制锂
电池的充放电过程，以确保电池的安全和稳定工作。
锂电池保护板通常由电路板、保护芯片、电阻、MOS管等部件组成，其工作原理主要包括过充保护、过放保护、短路保护和温度保护等方面。
首先，我们来了解一下锂电池保护板的过充保护原理。
当锂电池充电至额定电
压时，保护板会监测电池电压，一旦电压超过设定值，保护板会通过控制MOS管
断开电路，阻止电池继续充电，从而避免过充，保护电池安全。
其次，过放保护是锂电池保护板的另一个重要功能。
在放电过程中，如果电池
电压降至一定程度以下，保护板会及时切断电路，停止放电，以防止电池过放，延长电池寿命。
此外，锂电池保护板还具有短路保护功能。
当电池输出短路时，保护板会迅速
切断电路，防止短路电流对电池造成损害，保障电池和设备的安全。
最后，温度保护也是锂电池保护板的重要功能之一。
在电池工作过程中，如果
温度超出安全范围，保护板会及时采取措施，如停止充放电等，以保护电池不受过热损坏。
总的来说，锂电池保护板通过监测电池状态和控制电路，实现对锂电池的多方
面保护，确保电池在安全、稳定的工作状态下运行。
这些保护功能的实现，不仅可以延长锂电池的使用寿命，提高电池的安全性，也可以保障电池在各种工作环境下的稳定性和可靠性。
因此，在设计和应用锂电池时，合理选择和配置锂电池保护板是非常重要的。
只有充分了解锂电池保护板的工作原理，才能更好地发挥其保护作用，确保电池和设备的安全可靠运行。
锂电池保护板基本知识
锂离子电池过充，过放的后果会是什么呢过充：电池内会产生大量气体，使内部压力迅速上升，倒致电池 过放：缩短电池寿命，直接损坏致电池报废．
爆炸
锂电池之所以需要保护，是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此锂电池的应用总要有一个保护电路，锂电池组件总会跟着一块精致的保护板出现。
IC
电量
过放控制
过充控制
+
-
充电
此时正常充电
IC
电量
过放控制
过充控制
+
-
充电
此时正常充电
IC
电量Biblioteka 过放控制过充控制+
-
充电
STOP
4.2-4.3V
3.8-4.1V
此时充电MOS关
2．过放电保护 电池在对外部负载放电过程中，其电压会随着放电过程逐渐降低，当电池电压降至2.7V（磷酸铁锂一般为2.0-2.5V)时,其容量差不多已被完全放光,此时如果继续让电池对负载进行放电,将造成电池的永久性破坏. 在放电过程中,当控制IC检测到电池电压低于过放保护电压时,其”DO”脚将由高电压转为零电压,使MOS放电开关由导通转为断开,从切断放电回路,使电池无法对负载进行放电,起到过放电保护作用. 当各节电池电压高于过放恢复电压时，IC的”DO”脚将由零电压转为高电压,使MOS放电开关由断开转为导通,放电回路恢复正常。 过放保护电压一般设置为: 三元锰酸锂为2.7-3.0V之间.磷酸铁锂为3.65-3.9V之间
IC
电流门限
-
放电
此时正常放电
IC
过流控制
+
-
放电
电流门限
此时放电MOS管关
锂电池保护板的技术指标和主要参数
锂电池保护板的技术指标和主要参数1、电压保护能力过充电保护：保护板必须具有预防电芯电压超过预设值的能力过放电保护：保护板必须具有预防电芯电压底于预设值的能力2.电流能力(过流保护电流，短路保护）保护板作为锂电芯的安全保护器件,既要在设备的正常工作电流范围内,能可靠工作,又要在当电池被意外短路或过流时能迅速动作,使电芯得到保护.3、导通电阻：定义：当充电电流为500mA时，MOS管的导通阻抗。
由于通讯设备的工作频率较高，数据传输要求误码率低，其脉冲串的上升及下降沿陡，故对电池的电流输出能力和电压稳定度要求高，因此保护板的MOS管开关导通时电阻要小，单节电芯保护板通常在<70mΩ，如太大会导致通讯设备工作不正常，如手机在通话时突然断线、电话接不通、噪声等现象。
4、自耗电流定义：IC工作电压为3.6V，空载状态下，流经保护IC的工作电流，一般极小.保护板的自耗电流直接影响电池的待机时间，通常规定保护板的自耗电流小于10微安.5、机械性能、温度适应能力、抗静电能力保护板必须能通过国标规定的震动,冲击试验;保护板在- 40到85度能安全工作,能经受±15KV的非接触ESD静电测试. 锂电池保护板主要由保护IC和MOS管构成（1）保护IC主要参数1) 封装2) 过充电压3) 过充释放电压4) 过放电压5) 过放释放电压6) 耐压(2) MOSFET主要参数1) N沟、P沟2) 内阻3) 封装（TSSOP8 <简称薄片> 、SOP8<简称厚片>、SOT23-6等）4) 耐电流5) 耐电压6) 内部是否连通原文地址：/tech/9314.html。
锂电池保护板原理
锂电池保护板原理锂电池保护板原理，也称为保护IC，是一种可以有效保护锂电池的微型集成电路，它通过监控并控制电池充放电过程中的关键参数来实现电池的安全使用。
锂电池保护板是一种新型的复合电路，它采用了先进的集成技术，能够检测到电池在充电、放电及放电过程中的关键参数，如电压、电流、温度等，并对其进行监控，以保证电池操作的安全性。
锂电池保护板的主要功能是对电池的充放电过程中的关键参数，如充电电压、放电电压、充电电流、放电电流、温度等参数进行检测，根据检测结果，自动执行相应的保护措施，从而保障电池正常使用。
首先，锂电池保护板会定时监测电池的电压，并且根据实际情况调整电压上限。
如果电池的电压超出预设的上限，保护板会自动断开电池的充电电路，避免电池过度充电造成损坏。
其次，锂电池保护板也会定时监测电池的充电电流，并且根据实际情况调整电流上限。
如果电池的充电电流超出预设的上限，保护板会自动断开电池的充电电路，避免电池过度充电造成损坏。
此外，锂电池保护板也会定时监测电池的放电电压，并且根据实际情况调整电压下限。
如果电池的放电电压低于预设的下限，保护板会自动断开电池的放电电路，避免电池过度放电而损坏。
最后，锂电池保护板也会定时监测电池的放电电流，并且根据实际情况调整电流上限。
如果电池的放电电流超出预设的上限，保护板会自动断开电池的放电电路，避免电池过度放电而损坏。
除此之外，锂电池保护板还可以定时监测电池的温度，并且根据实际情况调整温度上限。
如果电池的温度超出预设的上限，保护板会自动断开电池的充放电电路，避免电池过热而损坏。
以上就是锂电池保护板原理的基本概念，它的功能非常强大，不仅可以保护电池的安全使用，还可以有效延长电池的使用寿命。
因此，锂电池保护板已经成为当今锂电池安全使用的必备装备。
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主要由电路和芯片组成。
当电池工作时，电池电压和电流从保护板的正负极引出。
电路中的电压测量电路负责监测电池的电压，电流测量电路负责监测电池的电流，而温度测量电路负责监测电池的温度。
这些测量结果将通过芯片传输给控制电路。
控制电路是锂电池保护板的核心部分，它根据从测量电路传输过来的数据，对电池的工作状态进行分析和判断。
如果电压过高或过低，电流过大或过小，或者温度过高，控制电路将采取相应的保护措施，以确保电池的安全和稳定运行。
电压保护是锂电池保护板的主要功能之一、当电池电压过高时，控制电路会通过控制电路芯片将电池正负极之间的通路打开，以防止电池继续充电。
这样可以避免电池过充引起的安全问题。
另一方面，当电池电压过低时，控制电路会通过控制电路芯片将正负极之间的通路打开，以防止电池继续放电。
这样可以避免电池过放引起的安全问题。
电流保护是锂电池保护板的另一个重要功能。
当电池电流超过设定的安全范围时，控制电路会立即采取措施，例如通过控制电路芯片降低电流或直接切断电池与负载的连接，以防止电池由于电流过大而受损。
这样可以避免电池过载导致的安全问题。
温度保护也是锂电池保护板的关键功能之一、电池在高温环境下工作可能会引起电池的过热和热失控。
因此，锂电池保护板通过测量电池温度，并与设定的安全范围进行比较，当温度超过安全范围时，控制电路会立即采取措施以降低电池温度，例如切断电池与负载的连接或通过风扇进行散热。
总之，锂电池保护板通过监测和控制电池的电压、电流和温度，实现对锂电池的安全保护。
它在电池发生异常情况时能够及时采取相应的措施，以保障电池的安全使用和延长电池的使用寿命。
保护板知识培训资料
2
C2
三、单节锂电池保护板的工作原理
3、过放电保护
P+
B+ 锂电芯 C1 5 4 IC B6 FUSE 1 3 2 C2 R2 P放电MOSFET断开 MOSFET R1
三、单节锂电池保护板的工作原理
4、放电过电流保护
P+
B+ 锂电芯 C1 5 4 IC B6 FUSE 1 3 2 C2 R2 P放电MOSFET断开 MOSFET R1
b文件符号R[K、M]前面的数字表示的是整数阻值，后面的小数点表示的是小数阻值： 如：0R3 0.3Ω 1K8 1.8KΩ 3M3 3.3MΩ
四、单节锂电池保护板材料介绍
3、贴片电容
贴片电容
贴片电容
四、单节锂电池保护板材料介绍
3、贴片电容 3.1 作用：滤波和延时 3.2 常用品牌：YAGEO、TDK 3.3 ：贴片电容识别 一般同品牌不同容值的电容颜色不同， 高精密电容需用专用电容表进行测量。
六、锂电池保护板的前景
外形：小、薄； 功能：安全； 价格：低成本趋势； 技术突破1：裸片IC SMT工艺推广； 技术突破2：复合IC推广应用； 技术突破3：COB推广应用；
六、锂电池保护板的前景
裸片IC应用实例
六、锂电池保护板的前景
复合IC应用实例
六、锂电池保护板的前景
COB应用实例
Max1,1
四、单节锂电池保护板材料介绍
4、保护IC
保护IC
四、单节锂电池保护板材料介绍
4、保护IC
4.1 作用：控制MOS管的开关---保护板的大脑---党中央。 4.2 常用品牌：SEIKO、RICOH、MITSUMI 4.3 常用封装：SOT-23-5、SOT-23-6、SNT-6A PLP-6、SON-5、SON-6 等
手机锂电池保护板相关知识1
保护板初步知识1、保护板的由来锂电池（可充型）之所以需要保护，是由它本身特性决定的。
由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流短路及超高温充放电，因此锂电池锂电组件总会跟着一块精致的保护板和一片电流保险器出现.2、主要保护能能过充电保护功能过放电保护功能过电流保护电流包括过流1 过流2 短路保护3、保护板的组成和元件：保护板通常包括控制IC、开关MOS、储存电容、识别电阻及辅助器件NTC/PTC等组成。
其中控制IC在一切正常的情况下控制MOS开关导通，使电芯与外电路导通，而当电芯电压或回路电流超过规定值时，它立刻控制MOS开关断开，保护电芯的安全。
PTC是正温度系数热敏电阻,NTC是负温度系数热敏电阻.PTC与NTC在应用上有不同的地方是:PTC在电路中可以做过电流保护,NTC主要是开关浪涌电流的抑制.他们也有共同的作用就是温度感测和侦测试4、原理图及元件介绍IC 它由精确的比较器来获得保护可靠的保护参数，主要参数： -过充电压 -过充恢复电压 -过放电压 -过放恢复电压 -过流检测电压 -短路保护电压 -耗电MOSFET 串在主充放电回路中，担当高速开关，执行保护动作。
我司所用的都是串在B- P-间。
MOSFET包含三个电极：漏极（D）源极（S）栅极（G）；当G极为高电平时，D极与S极导通，当G极为低电平时，D极与S极断开。
主要参数: -内阻 -耐电流-耐电压 -内部是否连通 -封装FUSE PTC ：二次保护器件。
原理图：正极:B+ FUSE P+负极:B- MOS(2、3)脚 MOS（1）脚接 MOS（8）脚 MOS（5、6）脚夫 P-5、功能介绍：通常状态：当电芯电压在2。
5V---4。
2V之间，IC的充电控制脚（第1脚）和放电管控制脚(第3脚)同时处于高电平,充电MOS、放电MOS同时打开，B-与P-连通,保护板有输出电压,能正常允放电.-过放状态:当电池接上手机等负载后，电芯电压渐渐降低，同时IC同部通过R1电阻实时监测电芯电压，当电芯电压降到IC的过放保护电压时，IC放电控制脚（第1脚）输出电压为0V，即低电平,放电MOS关闭,无输出电压。
锂电池保护板知识培训
智能保护板
除了基本保护功能外，还集成有 多种传感器和控制模块，可实现 温度、电量、充电状态等多种检 测和控制功能，具有更高的智能
化水平。
集成化保护板
将电池管理系统（BMS）集成在 保护板中，可实现更全面、精细 的电池管理功能，具有更高的集
成度和智能化水平。
03
锂电池保护板的应用场景
电动自行车
池的安全性。
主要用于储能电站、UPS电源等储能 设备，要求长寿命和高效能量转换。
按保护方式分类
过充保护
过放保护
过流保护
短路保护
防止电池充电过度，保 护电池寿命和安全。
防止电池放电过度，保 护电池寿命和安全。
防止电池电流过大，保 护电池寿命和安全。
防止电池短路，保护电 池寿命和安全。
按集成度分类
简单保护板
只包含基本的过充、过放、过流 和短路保护功能，结构简单，成
安全性
安全性能的提升是锂电池 保护板技术发展的关键， 包括过充、过放、过温等 保护功能的增强。
市场挑战与机遇
市场竞争
随着锂电池保护板市场的 不断扩大，竞争也日趋激 烈，企业需要不断提升产 品性能和服务质量。
成本压力
原材料价格上涨和人工成 本的不断攀升给锂电池保 护板企业带来了成本压力 。
环保要求
随着环保意识的提高，对 锂电池保护板的环保性能 要求也越来越高。
04
电池规格
根据锂电池的规格参数，选择 能够满足需求的保护板。
电流和电压
根据电池的电流和电压需求， 选择能够提供适当保护的电路
板。
保护功能
选择具备过充、过放、过流等 保护功能的保护板，以确保电
池安全。
品质与品牌
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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。
均衡的目的：使各电芯电压保持一致，最大限度的增加 PACK的放电容量，延长PACK的使用寿命。
目前最通用的均衡方式主要分为两种，一种就是耗能式 的，另一种就是能量转移式的。
耗能式就是通过电阻对电压高的电芯进行放电，损耗掉一部份 的电量，以达到电芯电压一致的目的，这种均衡方式成本相对 比较便宜，均衡效率低，均衡电池一般在几十到两百毫安左右， 效果不是很好，目前普通保护板上应用的比较多。
过充保护电压一般设置为: 三元锰酸锂为4.2-4.3V之间， 磷酸铁锂为3.65-3.9V之间。
过
过
电
放
充
控
控
制
IC
制
量
+
-
充电
过
过
电
放
充
控
控
制
IC
制
量
+
-
充电
过
过
放
充
控
控
制
IC
制
+
-
充电
4.2-4.3V 3.8-4.1V
电 量
2．过放电保护
电池在对外部负载放电过程中，其电压会随着放电 过程逐渐降低，当电池电压降至2.7V（磷酸铁锂一般 为2.0-2.5V)时,其容量差不多已被完全放光,此时如果继 续让电池对负载进行放电,将造成电池的永久性破坏.
3、FUSE：熔断保险丝，起过流保护作用；
4、PTC： PTC是Positive temperature coefficient的 缩写，意即正温度系数电阻，（温度越高，阻值越 大），可以防止电池高温放电和不安全的大电流的发 生，即过流保护作用。
PTC器件采用高分子材料聚合物，通过严格的工艺制成，
过放保护电压一般设置为: 三元锰酸锂为2.7-3.0V之 间.磷酸铁锂为3.65-3.9V之间
过 放
电
控
制
IC
量
放电
+
-
LOAD
电
IC
量
放电
+
LOADIC+ NhomakorabeaLOAD
放电 -
电 压
2.0-2.5V
3．过电流保护
在通常放电状态下，放电电流达到或超过过流 保护电流门限值，且这个状态持续在过电流检测延 迟时间以上时，保护IC的“DO”脚即输出低电平， 将放电控制的MOS管开关断开，停止放电。当P+、 P-之间的阻抗达到自动恢复阻抗以上时，过电流状 态恢复。
• 术语：过充，即充电电压超出上述电压；过放，即放 电截止电压低于上述放电电压．
2. 锂离子电池过充，过放的后果会是什么呢 • 过充：电池内会产生大量气体，使内部压力迅
速上升，倒致电池
爆炸
• 过放：缩短电池寿命，直接损坏致电池报废．
锂电池之所以需要保护，是由它本身特 性决定的。由于锂电池本身的材料决定 了它不能被过充、过放、过流、短路及 超高温充放电，因此锂电池的应用总要 有一个保护电路，锂电池组件总会跟着 一块精致的保护板出现。
7、主控IC：过充保护、过放保护、过流保 护及短路保护进行检测及控制。相当人体大脑， 当保护板出现异常，IC发出信号给MOS管，关 断充放电回路。
1、导通电阻：
定义：MOS管导通时保护板放电回路的输出阻抗。又称保 护板内阻。
对开保护板来说，内阻越小越好，最好是为0，但是由于 保护板上存在走线，MOS管等元器件，这些元器件和线路 都存在一定的阻抗，所以保护板肯定会存在一定的阻抗。 一般手机数码类电池保护板的阻抗为50mR左右，而动力 电池保护板由于电流比较大，要求保护板的阻抗比较低， 一般不超过10mR。
一.保护板的由来 二.保护板的分类 三.保护板主要元器件和保护方案 四.保护板的几项实用指标 五.保护板的工作原理
1. 不同材料电池的电压特性.
• 磷酸铁锂系列（厂标充电截止电压≤3.65Ｖ，放电截 止电压≥2.0Ｖ）；三元系列（充电截止电压≤4.2Ｖ， 放电截止电压≥2.7Ｖ）；锰酸锂系列（充电截止电 压≤4.2Ｖ，放电截止电压≥2.7Ｖ） ．
3、电流能力 保护板作为锂电芯的安全保护器件,既要在设备的正常工
作电流范围内,能可靠工作,又要在当电池被意外短路或过流时 能迅速动作,使电芯得到保护.
4、机械性能、温度适应能力、抗静电能力 保护板必须能通过国标规定的震动，冲击试验；保护板在
-40到85℃能安全工作,能经受±15KV的非接触ESD静电测试.
耗能式均衡图
电压低于均 衡电压门限
电池电压
电压高于均 衡电压门限
开关闭合，电阻对电芯 放电，启动均衡
电压低于均 衡电压门限
值得注意的是过流保护延时，它也是要根据不同 的产品做相应的调整，此值不宜过长，也不宜过短。 以防止外界干扰而造成误判.
电流
IC
门限
放电 -
过
流
控
制
IC
+
-
放电
电流 门限
4.短路保护
电池在对负载放电过程中， 若输出端P+和P-短路，控 制IC判断为负载短路，其 “DO”脚迅速由高电压转 为零电压，使MOS管切断 放电回路，起到保护作用。 当P+、P-之间的阻抗达到 自动恢复阻抗以上时，短 路状态恢复.短路保护的延 迟时间要比过流保护延时 时间短很多, 跟据保护板电 路决定,一搬要小于1ms.
在放电过程中,当控制IC检测到电池电压低于过放 保护电压时,其”DO”脚将由高电压转为零电压,使 MOS放电开关由导通转为断开,从切断放电回路,使电池 无法对负载进行放电,起到过放电保护作用. 当各节电池 电压高于过放恢复电压时，IC的”DO”脚将由零电压 转为高电压,使MOS放电开关由断开转为导通,放电回路 恢复正常。
在带有保护电路的电池中,当控制IC检测到电池电压达 到过充保护电压时,其”CO”脚将由高电压转为零电压 ,使MOS管由导通转为断开,从而切断充电回路,使充电器 无法对电池进行充电,起到保护作用.在控制IC检测到电 池电压超过过充保护电压到关断回路,还有一段延迟时 间,通常设为1秒左右,以避免干扰而造成误判断. 当各节 电池电压低于过充恢复电压时，其IC的”CO”脚将由 零电压转为高电压,使MOS由充电开关由断开转为导通 ，充电回路恢复正常。
分口的保护板由于放电回路不经过充电MOS管，所以相对 来说内阻比同口的保护板相对要小一些。
2、自耗电流
定义：保护板的自身放电电流。 保护板的自耗电流直接影响电池的待机时间，保护板的自 耗电流越小越好，通常手机数码类的保护板的自耗电流小于10 微安.而动力保跟据不同的方案自耗电流在几十到几百微安不 等。
放电MOS管
n节电芯 电芯
过放控
过
制
充
控
制
IC
充电MOS管
充放电端电
+
保护板的工作原理
1．过充电保护
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，随着充电的进行，电压会上升到4.2V （铁理为3.65V)转为恒压充电,直至电流越来越小.电池 在被充电过程中,如果充电器电路失去控制,会使电压超 过4.2V （铁理为3.65V)后继续恒流充电,此时电池电压 仍然会继续上升,电池的化学副反应将加剧,会导致电池 损坏或出现安全问题,使电池的化学反应的可逆笥遭到 破坏,电池寿命严重缩短.
电芯
保护板 NTC
PTC
二、保护板的分类
从充放电回路分可分为同口保护板和分口保护板。 同口保护板：充电和放电回路同一回路。即充放电共用
一个口。 分口保护板：放电和放电回路不同路，即充电和放电口
分开。 从保护板的板分：硬件板，软件板，单层板，多层板 ，双面板，要是组合起来就更多。 所以总的来说，锂电池保护板有很多种，但是工作原 理是基本相同的，只是在个别参数上存在差异。
能量转移式均衡是容量高的电池对容量低电池进行充电，以达 到电量一致的目的。
这种均衡电路复杂，均衡电流比较大，均衡效率比较好，但成 本很高，所以目前普通保护板市场上应用的比较少。