锂电池保护板的工作原理及过程(带图讲解)
在前面几期的内容中我们说了锂电池保护板主要是一个集成电路板,是用来保护充电的。小蒲分别从保护板的分类、功能、组成几个单元做了讲解。跟着小蒲再来复习一下吧。
锂电池是由
电芯、保护板、PTC以及外壳组成的。电池构造图
保护板按照控制方式分为硬件板和软件板, 按照使用方式分为同口板和分口板。
锂电池保护板分类
保护板通常包括控制IC、PCB板、MOS开关、电容、电阻及辅助器件NTC、PTC、存储器等。
锂电池保护板组成
认识了保护板是由什么构成的,每个零部件分别起着什么作用,那么今天我们就一起来看看保护板是通过什么原理来工作的,这也是保护板中最重要的一节知识点。
保护板一般要求在-25℃~85℃时IC检测控制电芯电压与充放电回路的工作电流、电压,在一切正常情况下C-MOS开关管导通,使电芯与保护电路板处于正常工作状态,而当电芯电压或回路中的工作电流超过控制IC中比较电路预设值时,在15~30ms内(不同控制IC与C-MOS有不同的响应时间),将C-MOS关断,即关闭电芯放电或充电回路,以保证使用者与电芯的安全。
1.通常状态: IC通过监视每一串电池的电压及各串电芯间的电压差而控制MOS管;各串电压处于IC的预设区间时,MOS管处导通状态,可以自由的充电和放电。
2.过充电状态: 任何一个电池电压比过充检测电压高,这种状态保持在过充检测延迟时间以上的情况下,充电用MOS变为OFF, 而停止充电。这种状态称为过充电状态。过充电状态在满足下述的2个条件的一方的情况下被解除。所有电池电压都在过充解除电压以下;电池组在放电时候电池电压在过充解除电压以下。
3.过放电状态: 任何一个电池电压比过放检测电压低,这种状态保持在过放检测延迟时间以上的情况下,放电用MOS变为OFF,而停止放电。这种状态称为过放电状态。过放电状态的解除有以下2种条件,如果连接充电器,过放电滞后将被解除,当所有电池电压都在过放检测电压以上时,过放电状态将被解除。
4.过电流状态: 保护IC内置电流检测电压以及过电流检测延迟时间。放电电流比一定值大(B-和过流检测脚的电压差比过流检测电压大)的情况下,这种状态保持在过流检测延迟时间以上时,保护IC进入过电流状态。在过电流状态,放电用MOS变为OFF,而停止放电。
注:以上原理针对负极保护负极过流保护板,正极保护负极过流原理相同。
如果你也对锂电池感兴趣,欢迎留言交流和小蒲一起探讨哦~有关锂电池的问题,或者锂电池保护板的问题,可以与小蒲切磋一下,小蒲是专业做锂电池的,懂锂电池保护板的,一定懂锂电池!
厂家介绍锂电池保护板的工作原理
锂电池保护板的工作原理网上很多,但说实在,很多只是为了流量,很少人看得明白的。
今天我用一个非常简单的方式给大家详细介绍锂电池保护板保护板的工作原理。
锂电池保护板里面最重要最核心的部位就是IC了,刚采购回来的IC,里面是空白的,大家都知道IC是可以存储数据的。
所以要把数据烧录进IC,这样来说,每一块保护板里面的数据都是不一样的,比如你是三元锂电池保护板,还是磷酸铁锂电池保护板呢?你是多少串的?你是多少安的?等等数据都可以烧录进IC。
当出现超出数据的情况发生的时候,这个时候MOS管就要开始执行工作了,断开电源,以达到保护电池的作用。
具体怎么样操作的,可以参考下面的工作原理图,我进一步解析,你就很容易就学会的。
P+,P-为电池连接器上的VBAT+与VBAT-即主要与外界直接联系的供电,B+,B-为电池电芯的正负极,U1为控制IC芯片。
下面我说一下过充,过放,过流,短路的情况,保护板是如何工作的,大家可以结合上面工作原理来看看
1,过充的情况
过充的后果我这里就不说了,控制IC会检测VDD-VSS压差,当压差超过保护值时,IC控制“CO”脚将由高电平转换为低电平,此时MOS管关断,形成断路,从而起到了充电保护的作用
2,过放的情况
放电过程中,当出现过放,即放电至3.0V后,电池还在放电,且达到保护板设定的电压值时(一般为2.8V),控制IC检测电芯电压后,将“DO”脚将有高电平转换为零电平,使得Q2mos管关断,从而切断放电回路,此时电池无法对负载进行放电,起到了保护的作用
3,过流的情况
控制IC上的脚会对VM脚的电压值不断的检测。若负载因为某种原因导致回路电流过大,使得MOS管的导通压降大于规定值时,其“DO”脚将会由高电平转换为零电平,使得Q2 MOS管关断,从而切断回路,使得回路电流为0,起到过电流保护作用
4,短路的情况
电池在对负载放电时,若回路电流大到使得VM脚检测到的电压值大于规定值时,控制IC则判断为负载短路,其“DO”脚将迅速由高电平转换为零电平,使得Q2 MOS管由导通变为关断,从而切断放电回路,起到短路保护的作用。短路保护的延时时间较短,通常是微秒级别。且短路保护的电流值远大于过流保护的电流值
这里我就不介绍出现过充,过放,过流,短路等情况的解决方法,我会用另外的文章详细介绍解决方法,这里只是介绍工作原理。
目前我厂有产品差不多200个款式,每一个款式都有对应的IC,都有对应的数据,因为我们很多都是动力锂电池的,因为电池是移动性的,所以对我们生产保护板来说,就提成更加高的要求了。
不管怎么样,专业人做专业的事情,这个才是最大的竞争。如果你们有锂电池保护板的问题,可以跟我交流一下下。一起前进,千万别自己摸索,我这里碰到的问题,都会转化成我们的经验,这些我都可以传授给你。
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