锂电池保护芯片原理

锂电池保护原理锂电池保护板在串联锂电池组的充放电保护即满充电时保证各单电池间的电压差小于设定值(一般为20mV )，实现电池组的各单电池的充电，在有效地改善串联充电方式下的充电效果的同时，检测电池组中的各个单电池的过电压、欠电压、过电流、短路、过温度状态， 保护电池寿命，延长欠电压保护，使各单电池在放电时不会因过放电而损坏。完成的锂电池的构成主要有两部分，锂电池的芯和保护板，锂电池的芯主要由正极板、隔膜、负极板、电解液构成的正极板、隔膜、负极板缠绕、层叠、包装、流过电解液包装后制作芯，锂电池保护板的作用很多如名字所示，锂电池保护板用于保护锂电池，锂电池保护板的作用是过放电、过充电、过电流及输出短路保护电池。01锂电池保护板构成1、控制ic、2、开关管，再加上微容量和微电阻而构成。 控制ic的作用是电池的保护，若达到保护条件则关断或关断控制mos (例如电池达到了过充电、过放电、短路、过电流等保护条件)，但mos管的作用是开关的作用，控制ic被控制为导通。锂电池(可充电型)需要保护是由其自身的特性决定的。 由于锂电池本身的材料决定不能过充电、过放电、过电流、短路、超高温充放电，因此锂电池锂电池模块总是随着精密的保护板和电流保险器而出现。 锂电池的保护功能通常由保护基板和PTC协作完成，保护基板由电子电路构成，在- 40 85的环境下始终正确地监视芯的电压和充放电电路的电流。02保护板的动作原理1 .过充电保护和过充电保护恢复对电池充电，电压超过设定值VC(4.25-4.35V，具体而言过充电保护电压依赖于IC )后，VD1反转，Cout为低电平，T1截止，充电停止。 当电池电压降低到VCR(3.8-4.1V，具体而言过充电保护恢复电压依赖于IC )时，Cout为高电平，T1接通，继续充电，VCR必须是小于VC的值。2 .过放保护和过放保护的恢复通过放电，当电池电压下降到设定值VD(2.3-2.5V，具体而言过充电保护电压依赖于IC )时，VD2反转，延迟短时间后，Dout变为低电平，T2截止，放电停止，当电池被充电时，内部或门反转，T2再次导通，准备下一次放电。3 .过电流、短路保护电路充放电电路的电流超过设定值或短路时，短路检测电路动作，截止MOS晶体管，截止电流。03保护板主要部件的功能介绍R1:构成基准供电电阻IC内部电阻和分压电路的、控制内部过充电、过放电电压比较器的电平反转的一般电阻值为330、470较多的封装形式(即，以标准的元件的长度和宽度表示元件的尺寸，如0402封装标记那样，元件的长度和宽度分别为1.0mm 例如，贴片电阻的数字标记473表示其电阻值为47000或47K(第三位表示前两位后加0后的位)。R2:通过测量过电流短路检测电阻VM引脚电压来控制保护板的电流，焊接不良、破损无电池的过电流、短路保护，一般的电阻值以1k、2k为多。r3:有id识别电阻和/或NTC电阻(如上所述)。总结：电阻是保护板中的黑色补片，可通过测试仪测量电阻值，如果封装较大，则电阻值以数字显示。 显示方法如前所述，电阻值一般有偏差，每个电阻都有精度的标准，例如，10K电阻的标准为/-5%精度，电阻值在9.5K -10.5K的范围内合格。C1、C2:电容器的两端电压不能急剧变化，起到瞬时稳定化和滤波的作用。 总结：电容器是保护板中的黄色补片，封装形式0402多，也有少数0603封装(1.6mm长，0.8mm宽)。 测试仪测量的电阻值一般为无限大或m级的电容器漏电自耗电大，短路无自恢复现象。 FUSE :一般FUSE或PTC (positivetemperaturecoefficient的简称，指正温度系数)防止不安全的大电流或高温放电的发生，其中PTC具有自恢复功能。总结： FUSE在保护板中通常是白色的补丁，LITTE公司在FUSE上显示D-T这样的文字，意味着d的额定电流为0.25A、s为4A、t为5A等FUSE能够承受的额定电流。U1 :控制IC保护板的所有功能通过IC监视在VDD-VSS之间连接的电压差和VM-VSS之间的电压差，控制C-MOS的开关动作，由此实现。Cout :通过充电控制端子MOS管理部T2的栅极电压控制MOS管理部的开关。Dout :通过放电、过电流、短路控制端MOS管T1栅极电压控制MOS管的开关。VM :通过检测过电流短路保护电压检测端VM侧的电压，实现电路的过电流短路保护(U(VM)=I*R(MOSFET ) )总结： IC在保护板中一般为6根针脚封装形式，区别针脚的方法是，在封装中将黑点附近作为第1针脚，逆时针分别作为第2、3、4、5、6针脚的封装中没有黑点的显示，看到封装上的文字，左下为第1针脚，其馀的针脚逆时针旋转保护功能的实现者连接焊接、临时焊接、临时焊接、破坏时会引起电池无保护、未显示、输出电压低等不良情况。总结： CMOS在保护板中一般为8引脚封装形式，它由两个MOS管构成，相当于两个开关，分别控制过充电保护和过放电、过电流、短路保护，其引脚的区别方法与IC相同。在保护板正常的情况下，Vdd为高电平，Vss、VM为低电平，Dout、Cout为高电平，当变换Vdd、Vss、VM中的任意一个参数时，Dout或Cout的电平发生变化，此时MOSFET执行对应的动作(导通、截止电路)04保护板常见不良分析另一方面，没有显示，输出电压低，不施加负载；首先排除核心不良(核心本来没有电压或电压低)，如果核心不良，则测定保护板的自耗电量，调查保护板的自耗电量是否过大，核心电压是否低。 如果核心电压正常，则保护板的电路整体不通电(部件的焊接、焊接、FUSE不良、PCB基板内部的电路不通电、过孔不通电、MOS、IC损坏等)。 具体的分析步骤如下：(1)用测试器的黑色表棒连接电芯的负极，用红色表棒依次分析FUSE、R1电阻的两端、IC的Vdd、Dout、Cout端、p端(假设电芯的电压为3.8V )，这几个测试点都设为3.8V。 否则，这个电路有问题。1. FUSE的两端电压有变化：测试FUSE是否导通，如果导通，则PCB基板内部的电路不导通，则FUSE有问题(材料不良、过电流破坏(MOS和IC控制不良)、材质有问题(MOS和IC工作前FUSE烧坏)、继电器2. R1电阻的两端电压有变化：测试R1电阻值，如果电阻值异常，则可能进行焊接，电阻本身断开。 如果电阻值没有异常，IC内部的电阻可能有问题。3. IC测试端子电压有变化： Vdd端子和R1电阻连接。 Dout、Cout端异常是因IC的焊接或破损造成的。4 .如果前面的电压没有变化，测试b-p之间的电压异常是因为保护板的正极过孔不通。(二)、万用表的红表与核心正极连接，激活MOS管后，黑表按照MOS管2、3脚、6、7脚、P-端的顺序连接。1.MOS管2、3脚、6、7脚电压变化时，显示MOS管异常。2 .这是因为mos管的电压没有变化，如果P-端子电压异常，则保护板的负极通孔不通。二、无短路保护：1. VM引脚电阻存在问题：用万用表连接IC2引脚，连接VM引脚电阻上连接的MOS管引脚，可以确认电阻值的大小。 看有无电阻和IC、MOS引脚的焊接。2. IC、MOS异常：由于过放电保护和过电流、短路保护共用一个MOS管，如果短路异常是MOS的问题，该板应不具有过放电保护功能。3 .以上为正常状况下的不良，有可能因IC和MOS的配置不良而发生短路异常。 如前期出现的BK-901那样，型号“312 d的IC内延迟时间过长，在IC进行对应的动作控制之前，MOS和其他部件损坏。 注：确定其中IC或MOS是否发生异常的最简单、直接的方法是更换可疑部件。三、短路保护不能自我恢复：1 .设计时使用的IC本来没有G2J、G2Z等自我恢复功能。2 .设备短路恢复时间过短，或者在短路测试时没有卸下负载，例如在测试器电压范围内短路时钟杆后，没有从测试侧卸下时钟杆(测试器相当于几兆负载)。3. P、P-之间的泄漏，例如焊盘之间存在有杂质的松香，有杂质的黄原胶、p、P-之间的电容被破坏，从IC Vdd到Vss之间被破坏(电阻值只有几k到几百k )。4 .如果没有上述问题，IC可能被破坏，并且可以测试IC引脚之间的电阻值。四、内阻大：1 .由于mos的内阻比较稳定，有时内阻较大，因此，首先怀疑是FUSE和PTC这样的内阻比较容易变化的部件。如果FUSE或PTC的电阻值正常，则通过保护板的结构测量p、P-焊盘与部件面之间的通孔电阻值时，通孔会发生微切现象，电阻值可能较大。3 .如果以上没有问题，则怀疑MOS是否存在异常：首先确定焊接是否存在问题，接着，关于招牌的厚度(是否容易弯曲)，将弯曲时可能引