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锂电 保护板培训 曙鹏科技 电子开发部2009 01 04 保护板的原理电池保护板 ProtectionCircuitModule 简称PCM 是在空PCB PrintcircuitBoard 板上面贴上电子元器件 组合后达到一定电气功能的线路板 主要对电池的充电 放电 短路 过流等进行控制 防止电池在正常使用过程中 因外部因素 如充电器 放电设备不正常等 造成电化学损坏 起附加保护作用 电芯过充会放出气体 甚至放气体 易引起爆炸电芯过放会损坏电芯 影响电芯使用寿命现在我公司要求尽可能过放保护 2 8V通俗解释 保护板是对通过锂电池的过充 过放 过流 短路等参数监测 对电锂电芯起到保护作用的电路板 如果不加保护板 电芯放电放到底 充电也就充到顶 这样有安全隐患 同时影响电芯的使用寿命 所以加保护板对充电上限 放电下限都进行限制充电恢复 充电保护后 要恢复充电 就必须放电到恢得电压值才可以继续充电放电恢复 放电保护后 要恢复放电 就必须充电到放电恢复值 才可以继续放电 过充电保护 充电时 电池达到过充保护电压时 SW2断开 过放电保护 放电时 电池达到过放保护电压时 SW1断开 NTC 常见问题分析R1起限流作用C1起滤波作用R2起限流作用MOS起开关作用保护板的基本参数 如G3J示例CO充电保护电池电压超过4 28VMOS关断 不能继续充电 对电芯起来保护作用CR充电恢复电池充电保护后 通过放电到4 26V 就可以继续充电 即充电恢复DO放电保护电池电压放电超过3 0VMOS关断 不能继续放电 对电芯起来保护作用DR放电恢复电池放电恢复后 可以通过充电使放电恢复 充电到3 0V即可继续放电过流保护当流过电池的电流过大时 保护板保护 MOS关断如果是FTD20172 3A 这里有一个公式 过流保护电压值 MOS内阻 过流保护值短路保护如果P P 意外短路 那么保护板就关断MOS 对电芯保护短路检测电压1 2V自耗电 电芯与保护板接上后 由于保护板与ICG3J及MOS管构成了内部回路 就有很小的消耗电流出现G3J3uA这个值是越小越好ID电阻 一般是手机保护板上用到 手机对电池启动识别的一个电阻NTC电阻 又称温控电阻 它的阻值会随温度升高而降低 与外接电路连接 实现温度过高时关断电路的功能 保护板常见问题分析 1 保护板接上电芯后无反应在P P 上加3 8V 4 2V直流电压或短接B P 保护板过孔不通会倒置这个问题2 MOS管不良 烧掉MOS虚焊3 IC不良 或坏IC4 R1掉或虚焊或连锡会无反应5 R2掉或虚焊或连锡会无过流 短路保护 2 装配短路 极耳装配过程中 先点焊上B 再点焊B 时 镍片与何护板的正面C1接触到 烧断保护板中线路3 过充过放异常 保护板中铜路与旁路短路4 内阻过大 MOS少锡或R1R2电阻少锡ID电阻或内阻测试仪无法测出 ID电阻的好坏 要判断IDNTC电阻的好坏需要另外做测试治具5 过流不正常的可能性较低 如有 看R2是加锡良好或MOS是否烧坏或连锡致短路这里有一种这样的情况 电池的电压不同过流值会不同 越大的电池电压值 过流保护值会越大6 自耗电大MOS管的管脚少锡或R1 R2有明显的少锡或虑焊7 过充测试偏大 发现过充保护电压值比标称值大 这时需要注意保护板测试仪中过充保护延时是否设置小了 调至规格书的标称值例 如果精工的IC测试过充延时设300mS实际值将偏大0 1V左右 保护板测试原理第一阶段保护板内阻测试原理正极 提供一个3 6V左右的电压使MOScoMOS的G极DOMOS的G极同量处于高电平 两个MOS管同时打开 这时B P 表笔间的内阻为保护板板内阻第二阶段充电 充电恢复模拟电池充电 上升电压至保护 下降电压模拟电池放电至恢复电压值跳跃到3 4V左右开始下降 测放电保护电压放电 放电恢复模拟电池放电 下降电压至保护 上升电压模拟电池充电至恢复电压值第三阶段测试保护板过流值 自耗电值以上为泰斯测试仪的测试过程 测试原理 泰斯测试仪快速测试说明关于保护板测试仪的测试原理 测试仪会在瞬间产生一个高电压值 就是我们设置的参数值的上限判断保护是否有过充保护接着产生一个低电压值 就是我们设置的参数值的下限判断保护是否有过放保护参数设置注意细节 因为测试速度快 所以不可能对保护板过充过放参数进行准确测试 因此在设置参数值时 尽可能设置的过充大一点G3J 标准值4 28V 设置值4 4V 过放低一点 标准值3 0V 设置值2 3V快速测试中只判断过充过放有没有保护 没有准确数值 内阻 过流 自耗电为准确值 两串电路与单节电路原理上是一致的因为有两节电芯 所以出现充电取高 放电取低的一个保护原则如S 8242AAF过充保护4 30V充电保护以最大电芯为准过放保护2 40V放电电压以最低为准自耗电 10uA激活方式 无输出时 充电 两串保护板电路原理图 两串保护板背面金手指示图B 为电池的负极 BM为公共端 即Cell1正极Cell2负极B 电池正极P 输出正极P 输出负极 NTC 一般是指在保护板上的一个贴片NTC电阻 它的阻值会随温度升高而下降在保护板上有一个T的焊焊盘就是有接NTC的 与外部电路连接 通过外部电路实现温控的功能 PTCNTC热保护器 保险丝 PTC 是对电路过流 过温保护作用 可以恢复 起到一个过流 过温开关作用可以分为插件型PTC 贴片型PTC