手机锂电池保护电路 手机锂电池保护板工作原理和测试方案

小编 2024-10-09 资讯中心 23 0

手机锂电池保护板工作原理和测试方案

手机锂电池内部的缝隙间有一块线路板,这块板就是锂电池的保护板。手机锂电池保护板是由几块不导电的纤维板构成的,再在外面包裹上一层油,能够起到保护电池,避免电池过充和电路发生短路的作用。由于手机锂电池保护板有着重要的作用,因此对于保护板的性能测试是不可少的。手机锂电池保护板测试中较为关键的一个模组便是大电流弹片微针模组,可以起到导电和连接的功能,保证测试的稳定进行。

手机锂电池保护板工作原理

手机锂电池保护板通常包括控制IC、MOS开关、电容、电阻、NTC等。控制IC能够检测电芯过压、过流、短路状态,当电芯电压或回路电流超过了规定值时,能在十毫秒内控制MOS开关关断,保护电芯安全并延长电池使用寿命。在电池环境温度升高时,NTC阻值降低,可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。

手机锂电池保护板测试

手机锂电池保护板主要性能测试包括NTC电阻测试、识别电阻测试、自耗电测试、短路保护测试、内阻测试等。

手机锂电池保护板测试中大电流弹片微针模组主要有以下几个作用:

弹片微针

1.可过大电流:大电流弹片微针模组在电流传输时可通过高达50A的电流,传输稳定,无电流衰减,具有更好地连接功能。

2. 适应小pitch:在小pitch领域的测试中,大电流弹片微针模组的可取值范围在0.15mm-0.4mm之间,稳定可靠,为手机锂电池保护板测试提供了很好地解决方案,表现力和寿命都远远超过探针模组。

3. 使用寿命高:经过测试,大电流弹片微针模组的平均使用寿命在20w次以上,无需经常更换,节省了人力物力成本,有效提高测试效率。

4. 无扎痕:大电流弹片微针模组在连接中基本不会对连接器造成扎痕或损坏,使用安全、放心。

模组

之所以大电流弹片微针模组能拥有如此强大的性能,是因为凯智通在研发生产中采用了高精度模块化设计,用镍合金/铍铜材料,通过激光设备和特殊工艺制作出来的,再加上后期的加硬、镀金处理,很大程度上增强了弹片的导电功能。因此,才能在手机锂电池保护板测试中发挥出重要作用。

锂电池保护电路原理

最近忙着出货处理,所以一直没有更新,今天看到留言里有个朋友说公司是做锂电池的,据我所知,目前我们手机使用的应该都是化合物电池,而锂电池应该在之前几年比较流行,像是 MP3 播放器,PDA,数码摄像机等等。

这个朋友留言问锂电池里面的线路板起什么作用,这个线路板的基本作用就是保护,但是为了更加清楚的了解原理,我们需要了解锂电池的组成和工作。

锂电池也分为两种,一种是可充电的二次电池,我们称为锂离子电池,一般使用在我们以前的笔记本电脑,手机,PDA 等价格比较高的产品中,另一种是不可充电的一次电池,我们也称为锂电池,一般使用在耗电量低的便携式电子产品中。

锂离子电池在正常使用时,电池内部的化学能和电能进行互相转化,但是如果我们过充、过放或者过流都会导致电池内部化学能产生副反应,之后在使用过程中会严重影响电池的性能与使用寿命,并可能产生大量气体,使电池内部压力迅速增大后爆炸,就是为了防止这些问题发生,所以锂离子电池内部都设有一块保护线路。

我从网上下载了一个比较常见的锂离子电池保护线路,如下图所示:

这个保护线路是由两个 MOS 管 V1、V2 和一个控制 IC 外加一些阻容元器件共同构成,控制芯片负责检测电池电压与回路电流,并控制两个 MOS 的栅极、MOS 管在电路中起到开关作用,分别控制着充电回路和放电回路的导通和关断,C3 为延时电容,这个电路看着简单,但是却具有过充电保护、过放电保护、过电流保护及短路保护的功能。

在电池正常状态下,电路中 N1 的 CO 和 DO 都处于高电位,两个 MOS 管都处于导通状态,电池可以自由的进行充放电。

在电池处于过充过程中,如果充电器电路失去控制,在没有保护线路时,电池电压超过 4.2 后继续恒流充电,当电压超过 4.3V 时,电池的化学负反应会加剧,会导致电池损坏或出现安全问题。

但是在带有保护线路的锂离子电池中,当控制芯片检测到电池电压达到芯片内部设置的一个值时,CO 脚会由高电位转换为零电压,V2 就会从导通转为关断,从而切断充电回路,使充电器无法再对电池进行充电操作,起到了保护作用。而且由于 V2 自带二极管 VD2 的存在,所以电池可以通过二极管对外部负载进行放电。

为了避免芯片出现误判动作,所以在电池电压超过芯片设定的一个值后到关断 MOS 管之间有一个缓冲时间,这个时间是由 C3 决定的,依照标准,一般设定为 1 秒。

过放电操作主要是芯片检测到电池电压低于某一个设定值后,DO 的电压由高电位转化为零电压,V1 由导通转为截止,从而切断了放电的回路,电池无法对负载进行放电操作,但是 V1 自带二极管 VD1,所以充电器可以通过这个二极管对电池进行充电操作。

过流保护依靠的是芯片上的 V- 脚对回路电流进行检测,如果电流大到设定值后,V1 也会自动翻转截止。

短路保护则是判断电池瞬时电流大于某一个值时,就会自动触发短路保护机制,DO 则会进行翻转,V1 进行关断操作。

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