锂电池保护电路板 锂电池为什么需要加保护板?不加又有什么后果?一文带你读懂

小编 2024-10-09 锂离子电池 23 0

锂电池为什么需要加保护板?不加又有什么后果?一文带你读懂

哈喽大家好,我是你们的老朋友小武。好久没有给大家写文章了,今天呢重操旧业,继续给大家科普一些生活中的电子小知识,在这里还希望大家多多支持小武!你们的支持就是我的动力!

在我们的日常生活中处处都离不开锂电池的身影,比如说:智能手机、电动车、数码相机等各种电子电器类产品,众所周知,锂电池使用起来非常的危险,它不像铅酸电池一样,铅酸电池出现过充以后一般都会出现鼓包的现象,而锂电池如果出现过充的情况,那么很有可能就直接爆炸了,还有一种现象就是电池的电量耗尽,不管是锂电池还是铅酸电池,电池过放都会电池有损伤,严重的会直接导致电池报废,那么这个时候我们就需要对电池进行一些保护措施,而“锂电池保护板”就相当于电芯的保护罩,简单来说就是起保护作用的电路板,下面我们就详细介绍锂电池保护板的几项功能。

一、过充保护

过充保护就是指我们的电池充到某一个数值时,保护板会停止充电器继续给电池充电的功能,锂电池的保护板是有充电MOS管进行控制的,而充电MOS管又受控于保护芯片,当保护芯片检测到电池充满时,这个时候会给MOS管一个关断的信号,从而达到停止充电(保护)的效果。

二、过放保护

从字面意思上来看的话其实也很容易理解,过放保护其实和过充保护的原理也是一样的,不过就是保护电压是低电压,当保护芯片检测到电池电压过低时,也会给放电MOS管一个关断的信号,从而停止电池放电,这个过程正好与过充保护的动作相反。

三、短路保护

短路的意思就是将电池的输出端连接在一起,短路是一种非常危险的现象,很多时候电池冒烟、爆炸都是由短路引起的,如果电芯的容量比较大,放电比率也比较大的话,一根很粗的铜线,瞬间会烧没有,可想而知有多么的危险,短路保护的原理就是当芯片检测到用户将P+P-或者意外连接起来的时候,会瞬间断开电池的输出端,从而达到保护的效果。

四、过流保护

过流保护其实和短路保护也比较的相似,都是通过检测电流来触发保护功能的,过流保护就是说当我们的放电电流或充电电流达到我们所设计参数的时候,会自动断开充电MOS管或放电MOS管,由于MOS管承载的电流能力是有限的,不同型号的MOS管承载的电流也不一样,如果没有过流保护的话,一旦超过MOS管的承载电流,会立即击穿MOS。

五、过温保护

过温保护是通过一个热敏电阻来检测电芯上面的温度,当温度过高时,保护芯片也会断开MOS管,这个时候主板也是没有输出的,当温度恢复到正常温度的时候,MOS管会自动打开,主板就能正常工作。

六、均衡功能

大家都知道,当我们的电池串联起来使用的时候,如果某一节电池电压过低或者过高的时候,都会影响整组电池的性能,那么这个时候均衡就起到作用了,均衡功能会让每一节电池的电压达到一致,从而达到更好的使用效果。

其实保护板就相当于人的大脑,比如说当一个人吃饱饭以后,如果你继续强制性让他吃,到最后肯定会撑死,如果大脑知道吃饱后,就不会再吃了,这就相当于过充功能,过放和饿了也是一样的原理,这样说相信大家都能理解,所以说,我们在使用锂电池的时候一定要加上保护板,这样不仅为自己的人身安全作保障,更为家庭安全作保障。

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!

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