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详谈锂电池?；ぐ逶?/h2>

发布时间：2018-07-20 责任编辑：lina

【导读】锂电池(可充型)需要保护，是由它本身特性决定的。因为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，所以锂电池锂电组件总会跟着一块精致的?；ぐ搴鸵黄缌鞅Ｏ掌鞒鱿?。

锂电池(可充型)需要保护，是由它本身特性决定的。因为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，所以锂电池锂电组件总会跟着一块精致的?；ぐ搴鸵黄缌鞅Ｏ掌鞒鱿帧?/div>
 
锂电池的?；すδ芡ǔＳ杀；さ缏钒搴蚉TC等电流器件协同完成，?；ぐ迨怯傻缱拥缏纷槌?，在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流，及时控制电流回路的通断；PTC在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。
 
普通锂电池保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件FUSE、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。
 
在保护板正常的情况下，Vdd为高电平，Vss,VM为低电平，DO、CO为高电平，当Vdd,Vss,VM任何一项参数变换时，DO或CO端的电平将发生变化。
 
1、过充电检出电压：在通常状态下，Vdd逐渐提升至CO端由高电平 变为低电平时VDD-VSS间电压。
 
2、过充电解除电压：在充电状态下，Vdd逐渐降低至CO端由低电平 变为高电平时VDD-VSS间电压。
 
3、过放电检出电压：通常状态下，Vdd逐渐降低至D O端由高电平 变为低电平时VDD- VSS间电压。
 
4、过放电解除电压：在过放电状态下，Vdd逐渐上升到DO端由低电平 变为高电平时 VDD-VSS间电压 。
 
5、过电流1检出电压：在通常状态下，VM逐渐升至DO由高电平 变为低电平时VM-VSS间电压。
 
6、过电流2检出电压：在通常状态下，VM从OV起以1ms以上4ms以下的速度升到 DO端由高电平变为低电平时VM-VSS间电压。
 
7、负载短路检出电压：在通常状态下，VM以OV起以1μS以上50μS以下的速度升至DO端由高电平变为低电平时VM-VSS间电压。
 
8、充电器检出电压：在过放电状态下，VM以OV逐渐下降至DO由低电平变为变为高电平时VM-VSS间电压。
 
9、通常工作时消耗电流：在通常状态下，流以VDD端子的电流（IDD）即为通常工作时消耗电流。
 
10、过放电消耗电流：在放电状态下，流经VDD端子的电流（IDD）即为过流放电消耗电流。
 
 
1、通常状态：电池电压在过放电检出电压以上（2.75V以上），过充电检出电压以下（4.3V以下），VM端子的电压在充电器检出电压以上，在过电流/检出电压以下（OV）的情况下，IC通过监视连接在VDD-VSS间的电压差及VM-VSS间的电压差而控制MOS管，DO、CO端都为高电平，MOS管处导通状态，这时可以自由的充电和放电；
当电池被充电使电压超过设定值VC(4.25-4.35V)后，VD1翻转使Cout变为低电平，T1截止，充电停止，当电池电压回落至VCR(3.8-4.1V)时，Cout变为高电平，T1导通充电继续， VCR小于VC一个定值，以防止电流频繁跳变。
 
 
当电池电压因放电而降低至设定值VD（2.3-2.5V）时， VD2翻转，以IC内部固定的短时间延时后，使Dout变为低电平，T2截止，放电停止。
 
 
 
 
 
 
 

 
当电路放电电流超过设定值或输出被短路时，过流、短路检测电路动作，使MOS管（T2）关断，电流截止。
 
该?；せ芈酚闪礁鯩OSFET（T1、T2）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，C2为延时电容，该电路具有过充电?；?、过放电保护、过电流?；び攵搪繁；すδ?，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?；さ缏返南牡缌魑?mu;A级，通常小于7μA。
 
2、过充电?；?/strong>
 
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。
 
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4.28V（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T1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?；ぷ饔?。而此时由于T1自带的体二极管VD1的存在，电池可以通过该二极管对外部负载进行放电。
 
在控制IC检测到电池电压超过4.28V至发出关断T1信号之间，还有一段延时时间，该延时时间的长短由C2决定，通常设为1秒左右，以避免因干扰而造成误判断。
 
3、过放电?；?/strong>
 
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2.5V时，其容量已被完全放光，此时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2.3V（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T2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?；ぷ饔?。而此时由于T2自带的体二极管VD2的存在，充电器可以通过该二极管对电池进行充电。
 
由于在过放电?；ぷ刺碌绯氐缪共荒茉俳档停虼艘蟊；さ缏返南牡缌骷。耸笨刂艻C会进入低功耗状态，整个?；さ缏泛牡缁嵝∮?.1μA。 在控制IC检测到电池电压低于2.3V至发出关断T2信号之间，也有一段延时时间，该延时时间的长短由C2决定，通常设为100毫秒左右，以避免因干扰而造成误判断。
 
4、过电流?；?/strong>
 
由于锂离子电池的化学特性，电池生产厂家规定了其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，该电压值U=I*RDS*2, RDS为单个MOSFET导通阻抗，控制IC上的“V-”脚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T2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?；ぷ饔谩?/div>
 
在控制IC检测到过电流发生至发出关断T2信号之间，也有一段延时时间，该延时时间的长短由C2决定，通常为13毫秒左右，以避免因干扰而造成误判断。
 
在上述控制过程中可知，其过电流检测值大小不仅取决于控制IC的控制值，还取决于MOSFET的导通阻抗，当MOSFET导通阻抗越大时，对同样的控制IC，其过电流?；ぶ翟叫?。
 
5、短路?；?/strong>
 
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T2由导通转为关断，从而切断放电回路，起到短路?；ぷ饔谩６搪繁；さ难邮笔奔浼蹋ǔＰ∮?微秒。其工作原理与过电流?；だ嗨?，只是判断方法不同，?；ぱ邮笔奔湟膊灰谎?。

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