锂电池保护板基础知识

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V1
V2
DO
CO
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2、过放保护功能：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2.8V时，其容量已基本放光， 此如果让电池继续对负载放电，将造成电池的永久性损坏。
在电池放电过程中，当控制IC检测到电池电压低于2.8V（该值 由控制IC决定，不同的IC有不同的值）时，其“DO”脚将由高电压 转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使电 池无法再对负载进行放电，起到过放电保护作用。而此时由于V1自 带的体二极管VD1的存在，充电器可以通过该二极管对电池进行充电。
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2.根据充、放电口不同
（1）同口保护板
（2）分口保护板

同口
充、放电正极
充、放电负极
分口
充电口负极 放电口负极
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3.按方案分类 （1）精工方案 （2）理光方案 （3）TI 方案 （4）凹凸方案 （5）单片机方案等
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三、保护板组成
1.保护板组成 保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件FUSE 、
容两端电压不能突变，能起瞬间稳压作用，滤波作用； （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。
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4.短路保护功能： 电池在对负载放电过程中，若回路电流大到使U>0.9V（该值由控制
IC决定，不同的IC有不同的值）时，控制IC则判断为负载短路，其 “DO”脚将迅速由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而 切断放电回路，起到短路保护作用。短路保护的延时时间极短，通常 是微秒级。其工作原理与过电流保护类似，只是判断方法不同，保护 延时时间也不一样。
1.过充保护功能：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，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， 会使电池电压超过4.2V后继续恒流充电，此时电池电压仍会继续上升， 当电池电压被充电至超过4.3V时，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。在带有保护电路的电池中，当控制IC检测 到电池电压达到4.25V（该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值） 时，其“CO”脚将由高电压转变为零电压，使V2由导通转为关断，从 而切断了充电回路，使充电器无法再对电池进行充电，起到过充电保 护作用。而此时由于V2自带的体二极管VD2的存在，电池可以通过该 二极管对外部负载进行放电。
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3.过电流保护功能： 由于锂离子电池的化学特性，电池持续放电电 流最大不能超过2C（C=电池容量/小时），当电池超过2C电流放电时， 将会导致电池的永久性损坏或出现安全问题。
电池在对负载正常放电过程中，放电电流在经过串联的2个MOSFET时， 由于MOSFET的导通阻抗，会在其两端产生一个电压，控制IC上的“VM” 脚（IC芯片对锂电池工作电流的采样输入端）对该电压值进行检测，若 负载因某种原因导致异常，使回路电流增大，当回路电流大到使 U>0.1V（该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值）时，其“DO"脚 将由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断了放电回 路，使回路中电流为零，起到过电流保护作用。
优点：可靠性高，成本低，开发周期短 缺点：参数调整困难，适配性差 保护板控制IC主要代表有精工公司S-8211、S-8261、S-8204,美 上美MM1421、MM1414，富晶DW01，新德CS213 （2）硬件+软件组成的保护板 优点：参数调整方便，适配性好，便于和计算机通讯实现实时 监控，人机交互性好。 缺点：可靠性不及纯硬件保护板，成本高，开发周期长。 保护板控制IC主要代表有凹凸公司OZ890，OZ8920，OZ8940；TI 公司UCC3592等
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2.保护板由来 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，因此锂电池电池组需要一块保护板 来对其进行保护，防止电池组出现过充、过放等异常。
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二、保护板分类
1.根据组成电路不同 （1）纯硬件电路组成的保护板
（7）MOS管：场效应管也称MOS FET。 通常有三只脚，分别称为漏极D、 源极S、栅极G。
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四、保护板技术参数
项目
过充保护电压 过充恢复电压 过放保护电压 过放恢复电压 均衡开启电压
均衡电流 静态功耗 过流保护 短路保护 短路保护恢复
锰锂、三元
4.2-4.35
铁锂
3.65-3.9
4.05-4.15
（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）IC：避免锂电池使用过程中出现过充电、过放电等现象，专门设计 的一套电路，并用微电子技术把它小型化，成为一个芯片，该芯片俗 称锂电池保护IC。
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PTC、NTC、ID、存储器等。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开关关断，保护电芯的安全。
保护IC
电阻
电容
MOS管
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2.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
3.45-3.8
2.7-3.0
2.0-2.5
2.8-3.2
2.2-2.7
4.15-4.20
3.55-3.75
20-60
20-60
≤100
一般都有
≤100动 恢复/30S后自动
恢复
断开负载后自动 恢复/30S后自动
恢复
单位
V V V V V mA uA
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五、保护板功能简介
锂电池保护板基础知识
目录
➢一、保护板简介和由来 ➢二、保护板分类 ➢三、保护板组成 ➢四、保护板基本技术参数 ➢五、保护板基本功能简介
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一、保护板简介和由来
1.保护板简介 电池保护板：Protection Circuit Module, 简称PCM. 是在
空PCB（Print circuit Board）板上面贴上电子元器件, 组合后达到一定电气功能的线路板。主要对电池的充电， 放电，短路，过流等进行控制，防止电池在正常使用过程 中，因外部因素（如充电器，放电设备不正常等）造成电 化学损坏，起附加保护作用。