12V鋰電池保護板工作原理詳解

一、12V鋰電池保護板

12V鋰電池保護板，16串磷酸鐵鋰電池保護板，18650電池保護板，線路板廠在雙面線路板設(shè)計時都會優(yōu)先考慮鋰電池保護板工作原理，電池之都帶大家看一個單節(jié)電芯的鋰電池保護板原理，希望能起到舉一反三的作用。

鋰電池保護板根據(jù)使用IC，電壓等不同而電路及參數(shù)有所不同，下面以DW01 配MOS管8205A進行分布，其中包括其鋰電池保護板的正常工作行為。

1、鋰電池保護板工作原理

當電芯電壓在2.5V至4.3V之間時，DW01 的第1腳、第3腳均輸出高電平(等于供電電壓)，第二腳電壓為0V。此時DW01 的第1腳 、第3腳電壓將分別加到8205A的第5、4腳，8205A內(nèi)的兩個電子開關(guān)因其G極接到來自DW01 的電壓，故均處于導通狀態(tài)，即兩個電子開關(guān)均處于開狀態(tài)。此時電芯的負極與保護板的P-端相當于直接連通，保護板有電壓輸出。

2、保護板過放電保護控制原理

當電芯通過外接的負載進行放電時，電芯的電壓將慢慢降低，同時DW01 內(nèi)部將通過R1電阻實時監(jiān)測電芯電壓，當電芯電壓下降到約2.3V時DW01 將認為電芯電壓已處于過放電電壓狀態(tài)，便立即斷開第1腳的輸出電壓，使第1腳電壓變?yōu)?V，8205A內(nèi)的開關(guān)管因第5腳無電壓而關(guān)閉。此時電芯的B-與保護板的P-之間處于斷開狀態(tài)。即電芯的放電回路被切斷，電芯將停止放電。保護板處于過放電狀態(tài)并一直保持。等到保護板的P 與P-間接上充電電壓后，DW01 經(jīng)B-檢測到充電電壓后便立即停止過放電狀態(tài)，重新在第1腳輸出高電壓，使8205A內(nèi)的過放電控制管導通，即電芯的B-與保護板的P-又重新接上，電芯經(jīng)充電器直接充電。

3、保護板過充電保護控制原理

當電池通過充電器正常充電時，隨著充電時間的增加，電芯的電壓將越來越高，當電芯電壓升高到4.4V時，DW01 將認為電芯電壓已處于過充電電壓狀態(tài)，便立即斷開第3腳的輸出電壓，使第3腳電壓變?yōu)?V，8205A內(nèi)的開關(guān)管因第4腳無電壓而關(guān)閉。此時電芯的B-與保護板的P-之間處于斷開狀態(tài)。即電芯的充電回路被切斷，電芯將停止充電。保護板處于過充電狀態(tài)并一直保持。等到保護板的P 與P-間接上放電負載后，因此時雖然過充電控制開關(guān)管關(guān)閉，但其內(nèi)部的二極管正方向與放電回路的方向相同，故放電回路可以進行放電，當電芯的電壓被放到低于4.3V時，DW01 停止過充電保護狀態(tài)重新在第3腳輸出高電壓，使8205A內(nèi)的過充電控制管導通，即電芯的B-與保護板P-又重新接上，電芯又能進行正常的充放電。

4、保護板短路保護控制原理

在保護板對外放電的過程中，8205A內(nèi)的兩個電子開關(guān)并不完全等效于兩個機械開關(guān)，而是等效于兩個電阻很小的電阻，并稱為8205A的導通內(nèi)阻， 每個開關(guān)的導通內(nèi)阻約為30mU 03a9共約為60mU 03a9，加在G極上的電壓實際上是直接控制每個開關(guān)管的導通電阻的大小當G極電壓大于1V時，開關(guān)管的導通內(nèi)阻很小(幾十毫歐)，相當于開關(guān)閉合，當G極電壓小于0.7V以下時，開關(guān)管的導通內(nèi)阻很大(幾MΩ)，相當于開關(guān)斷開。電壓UA就是8205A的導通內(nèi)阻與放電電流產(chǎn)生的電壓，負載電流增大則UA必然增大，因UA0.006L&TImes;IUA又稱為8205A的管壓降，UA可以簡接表明放電電流的大小。上升到0.2V時便認為負載電流到達了極限值，于是停止第1腳的輸出電壓，使第1腳電壓變?yōu)?V、8205A內(nèi)的放電控制管關(guān)閉，切斷電芯的放電回路，將關(guān)斷放電控制管。換言之DW01 允許輸出的電流是3.3A，實現(xiàn)了過電流保護。

5、鋰電池保護板過電流保護

電池在對負載正常放電過程中，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導通阻抗，控制IC上的“V-”腳對該電壓值進行檢測，若負載因某種原因?qū)е庐惓?，使回路電流增大，當回路電流大到使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?，使T2由導通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了放電回路，使回路中電流為零，起到過電流保護作用。

發(fā)現(xiàn)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的導通阻抗，當MOSFET導通阻抗越大時，對同樣的控制IC，其過電流保護值越小。

6、短路保護控制過程

短路保護是過電流保護的一種極限形式，其控制過程及原理與過電流保護一樣，短路只是在相當于在P P-間加上一個阻值小的電阻(約為0Ω)使保護板的負載電流瞬時達到10A以上，保護板立即進行過電流保護。

鋰電池充電電路原理及應用

鋰離子電池以其優(yōu)良的特性，被廣泛應用于：手機、攝錄像機、筆記本電腦、無繩電話、電動工具、遙控或電動玩具、照相機等便攜式電子設(shè)備中。

一、鋰電池與鎳鎘、鎳氫可充電池：

鋰離子電池的負極為石墨晶體，正極通常為二氧化鋰。充電時鋰離子由正極向負極運動而嵌入石墨層中。放電時，鋰離子從石墨晶體內(nèi)負極表面脫離移向正極。所以，在該電池充放電過程中鋰總是以鋰離子形態(tài)出現(xiàn)，而不是以金屬鋰的形態(tài)出現(xiàn)。因而這種電池叫做鋰離子電池，簡稱鋰電池。

鋰電池具有：體積小、容量大、重量輕、無污染、單節(jié)電壓高、自放電率低、電池循環(huán)次數(shù)多等優(yōu)點，但價格較貴。鎳鎘電池因容量低，自放電嚴重，且對環(huán)境有污染，正逐步被淘汰。鎳氫電池具有較高的性能價格比，且不污染環(huán)境，但單體電壓只有1.2V，因而在使用范圍上受到限制。

審核編輯：湯梓紅