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锂离子电池保护电路的工作原理是怎么样的
锂离子电池保护电路的工作原理是怎么样的
  • 发布时间:2021-02-07 15:45

锂离子电池保护电路的工作原理是怎么样的

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锂离子电池保护板组成


一般的锂离子电池保护板由控制IC、MOS管、电阻电容、保险丝FUSE等组成,如下图所示。


TH为温度检测,内部是一个10KNTC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,并不是所有锂离子电池都有的。


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。


充电时,控制ICX1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。


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。


放电时,控制ICX1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ICX1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ICX1会重新打开MOS管Q1。


过流保护/短路保护


过流保护指的是过放电流的保护,一般的控制IC有过流保护和短路保护两种,控制IC时刻监测VSS-VM之间的电压值,当电压值达到过流保护或者短路保护的阈值且满足延时时间,控制IC会将MOS管Q1关闭,切断放电回路。


过电流保护解除的条件是:将输出端负载拿掉,控制IC会自动将Q1重新打开。


过流保护的电压值一般是0.1~0.2V,短路保护检测的电压值一般是0.9V~2V,这两个值都与控制IC有关系,不同的IC,这两个值不相同。


短路保护电压值指的是电流流经Q1和Q2上的导通压降,即可以得出,假如MOS管的导通内阻越大,保护电流值就越小。如:内阻为20m的MOS管,选用的过电流值为0.15V的控制IC,那过流保护的电流应为:0.15V/(0.02*2)=3.75A。

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