锂电池保护板
保护电路通常是电池的一个组成部分,物理上位于同一外壳内,只留下两个电源端子从外壳中出来。
保护电路可分为两部分:主动组件保护(保护 IC 和 MOSFET),又称为一级保护,被动组件保护(MHP,PTC,Fuse),又称为二级保护。
一级保护电路主要是针对电池的过充、过放、过载及短路进行保护,采用IC检测电池电压及充放电电流去控制MOSFET导通或关断从而保证锂电池工作在安全状态。
锂电池保护板的组成
一般的锂电池保护板由控制IC、MOS管、电阻电容、保险丝FUSE等组成,如下图所示。
常见的锂电池保护板电路图
TH为温度检测,内部是一个10K NTC接到电池负极;ID是电池在位检测,一般是47K/10K电阻接到电阻负极,有的是0R电阻;TH和ID均是选配,并不是所有锂电池都有的。
锂电池保护板工作原理
过充保护
电池充电时,电流(方向如箭头所示)从电池包的正极流入,经过FUSE后从负极流出,最下方的两个MOS管均是导通状态。
电池充电时电流方向如箭头所示
充电时,控制IC X1会时刻监测第5脚VDD和第6脚VSS之间的电压,当这个电压大于等于过充截止电压且满足过充电压的延时时间时,X1会通过控制第3脚来关闭MOS管Q2,Q2被关闭之后,充电回路被切断(Q2的体二极管D2也是反向截止的),这个时候,电池只能放电。
过充保护解除条件(满足其一即可):
1,电芯两端的电压下降到保护IC的过充恢复电压。
2,在电池包得输出端加负载放电,放电到电压小于过充保护电压。
过放保护
在电池包两端加负载放电时,电流(方向如箭头所示)与充电是相反的,如下图所示。
电池放电时电流方向如箭头所示
放电时,控制IC X1同样会时刻监测第5脚VDD和第6脚VSS之间的电压,当这个电压小于等于过放截止电压且达到过放电压的延时时间,控制IC X1会通过第1脚关闭Q1,Q1被关闭之后,放电回路被切断(Q1的体二极管D1是反向截止),这个时候,电池只能充电。
过放保护解除条件:拿掉负载,给电池包充电,当VM-VDD之间的电压达到过放恢复电压值时,控制IC X1会重新打开MOS管Q1。
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