電池保護板過充過放保護原理

如今社會電子化越來越普遍，也越來越多的產(chǎn)品內(nèi)部集成了電池，電池是一種通過內(nèi)部材料發(fā)生化學反應產(chǎn)生電能的器件，受其工作原理影響，電池屬于一種危險物品，做的好，就是一個好的電能來源，做的不好，那就是一個定時炸彈，空運，海運，快遞運輸?shù)榷紩﹄姵仡惍a(chǎn)品特別關(guān)注。

應用于產(chǎn)品上的電池一般是電池包，包括電芯和保護板，電芯本身是必須經(jīng)過嚴格認證的，保護板是為了實現(xiàn)產(chǎn)品應用中針對電池方面的單一故障保護，避免外部不利的使用條件直接對電池造成不必要的影響。

過放保護和過充保護是電池保護板的基本功能，過放保護是為了保護電池不至于放完電，導致電壓過低，電池無法重新使用；過充保護是為了保護電池不至于充太滿，導致電壓太高，超過電池的承受能力，造成危害。

電池保護板如下應用電路：

上圖為3節(jié)電池串聯(lián)的保護板參考設計，圖中可以觀察到，在外部電源EB和內(nèi)部電池之間有兩個背靠背的MOSFET，均為PMOS，靠EB端的MOSFET稱為充電用FET，靠電池端的稱為放電用FET，充電用FET受COP控制，放電用FET受DOP控制，VMP檢測外部電源電壓，VCn（b=1,2,3）檢測電池電壓。

充電用FET的作用是控制充電通路，該FET導通時，外部電源可往電池充電，該FET截止時，外部電源無法進入電池，也即電池無法進行充電，但是電池電壓可以通過該FET的體二極管往外輸出。放電用FET的作用是控制充電通路，該FET導通時，電池可對外放電，而該FET截止時，完全截止了電池的放電路徑。

過充電狀態(tài)：

電池保護IC通過VCn腳實時監(jiān)測每個電池的電壓，當外部電源持續(xù)充電導致任何一個電池電壓超過規(guī)定的過充檢測電壓時，電池保護IC將使COP變?yōu)楦咦钁B(tài)，此時充電用FET將截止，實現(xiàn)過充電保護。

若要解除過充電保護狀態(tài)，對于S-8254A電池保護IC的規(guī)定，有如下兩種情況：

1)全部電池處于規(guī)定的過充解除電壓以下時；
2)全部電池處于規(guī)定的過充檢測電壓以下，且VMP端子電壓在39/40×VDD以下時。

按照以上描述，一般選擇拔掉充電器或去掉施加在電池上的外部電源即可實現(xiàn)電池過充狀態(tài)的解除，需要注意的是，過充電保護狀態(tài)解除后，充電用FET并不是立馬就能導通，因此，會有一段很小的時間，在EB端的電壓為VBAT-VD，VBAT即為電芯的輸出電壓，VD為充電用FET體二極管的壓降，此二極管壓降在0.7V左右，因此，若此時外部有檢測電池電壓的檢測電路，如滯回比較器電路，需要注意滯回區(qū)間要把這個情況考慮進去。

過放電狀態(tài)：

電池保護IC通過VCn腳實時監(jiān)測每個電池的電壓，當外部電源持續(xù)充電導致任何一個電池電壓超過規(guī)定的過放檢測電壓時，電池保護IC將使DOP變?yōu)榕cVDD電平，此時放電用FET將截止，實現(xiàn)過放電保護。

對于S-8254A保護IC，當進入過放保護狀態(tài)后，S-8254A也將進入休眠狀態(tài)，此舉是為了將電池耗電降到最低，避免電池因IC的功耗持續(xù)耗電導致電芯進入深度放電狀態(tài)，電芯電壓持續(xù)降低后，S-8254A將無法正常工作，且不說電芯出問題，保護板的FET都無法被打開，結(jié)果就是造成整個電池無法充電。S-8254A進入休眠狀態(tài)后，會將COP端子也變?yōu)楦咦钁B(tài)，此時放電FET也被關(guān)斷。

當插入外部電源，也即VMP端檢測到大于VDD的電壓時，即解除休眠狀態(tài)，恢復正常充電。