简析锂离子电池保护板的原理

分析锂离子电池保护板的原理

锂离子电池(可充电)因其特性要保护。因为锂离子电池本身材料的选择

由于锂离子电池在超高温下不能过充、过放、过流、短路或过充、过放，所以锂离子电池组件始终伴随着一个精致的保护板和一个电流稳定器。

锂离子电池的保护功能一般由保护电路板与PTC等电流器件配合完成。该保护板由电子电路组成。在-40℃~+85℃的环境中，电池的电压和充放电电路的电流可以实时准确监测，电流电路可以及时控制。PTC在高温环境下使用，防止严重损坏电池。

普通的锂离子电池保护板一般包含控制IC、MOS开关、电阻、电容以及熔断器、PTC、NTC、ID、存储器等辅助器件。在控制IC的过程中，在所有正常情况下，控制MOS开关的导通，使电池与外部电路导通，当电池电压或电路电流超过正常值时，则立即控制MOS开关的关断，以保护电池的安全。

正常情况下的防护板，Vdd为高电平，Vss、VM为低电平，DO、CO为高电平，当Vdd、Vss、VM任意参数转换时，DO或CO端子电平会发生变化。

锂离子电池保护电路

由于锂离子电池的化学特性,在正常使用的过程中,其内部的化学物质阳性反应的电能和化学能到对方,但在一定条件下,如过度充电、过放电和过电流将会导致电池内部的化学反应,在反应加重,将严重影响电池的功能和使用寿命,并且可能发生大量的气体,使电池内部压力敏捷性在爆炸后新增，造成安全问题，所以所有的锂离子电池都要一个保护电路，用于对电池充放电情况进行有效的监控，在一定条件下，充放电电路被关闭，以防止对电池造成损害

下面是一个典型的锂离子电池保护电路的原理图。

<目标=平等href="http://www.dghoppt.cn/"><b>锂<目标=平等href="http://www.dghoppt.cn/"><b>电池</b></></b></>保护板具体分析原则

如图所示，保护回路由两个MOSFET(V1,V2)和一个控制IC(N1)组成，其中有一些电阻电容元件。电池电压和回路电流控制IC监测和控制两个MOSFET栅,MOSFET开关在电路中的用途,分别控制充电电路和放电电路导通和关闭,C3推迟电容,该电路具有过度充电保护、放电保护、过流保护和短路保护功能,分析的工作原理如下:

1.正常情况下

在正常情况下，N1的CO和DO脚在电路中输出高电压，而MOSFET均处于导通状态，电池可自由充放电。由于MOSFET的传导阻抗非常小，一般小于30毫欧姆，其传导电阻对电路的功能影响很小。在这种情况下，保护电路的消耗电流为A相，一般小于7barA。

2.充保护

锂离子电池要的充电方式是恒流/恒压。充电初期采用恒流充电，充电后电压升至4.2v(根据正极材料，有的电池要4.1v的恒压充电)，再由恒压充电直至电流越来越小。在电池充电过程中，假如充电器电路失控，电池电压将超过4.2v，并继续以恒流充电。此时，电池电压将继续升高。当电池充电电压超过4.3v时，会加剧电池的化学副反应，导致电池损坏或出现安全问题。