鋰電池保護(hù)板基礎(chǔ)知識(shí)鋰電池保護(hù)板基礎(chǔ)知識(shí)目錄一、保護(hù)板簡(jiǎn)介和由來(lái)二、保護(hù)板分類(lèi)三、保護(hù)板組成四、保護(hù)板基本技術(shù)參數(shù)五、保護(hù)板基本功能簡(jiǎn)介2目錄一、保護(hù)板簡(jiǎn)介和由來(lái)2一、保護(hù)板簡(jiǎn)介和由來(lái)1.保護(hù)板簡(jiǎn)介電池保護(hù)板：ProtectionCircuitModule,簡(jiǎn)稱(chēng)PCM.是在空PCB（PrintcircuitBoard）板上面貼上電子元器件,組合后達(dá)到一定電氣功能的線(xiàn)路板。主要對(duì)電池的充電，放電，短路，過(guò)流等進(jìn)行控制，防止電池在正常使用過(guò)程中，因外部因素（如充電器，放電設(shè)備不正常等）造成電化學(xué)損壞，起附加保護(hù)作用。3一、保護(hù)板簡(jiǎn)介和由來(lái)1.保護(hù)板簡(jiǎn)介32.保護(hù)板由來(lái)鋰電池(可充型)之所以需要保護(hù)，是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、短路及超高溫充放電，因此鋰電池電池組需要一塊保護(hù)板來(lái)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，防止電池組出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放等異常。42.保護(hù)板由來(lái)4二、保護(hù)板分類(lèi)1.根據(jù)組成電路不同（1）純硬件電路組成的保護(hù)板優(yōu)點(diǎn)：可靠性高，成本低，開(kāi)發(fā)周期短缺點(diǎn)：參數(shù)調(diào)整困難，適配性差保護(hù)板控制IC主要代表有精工公司S-8211、S-8261、S-8204,美上美MM1421、MM1414，富晶DW01，新德CS213（2）硬件+軟件組成的保護(hù)板優(yōu)點(diǎn)：參數(shù)調(diào)整方便，適配性好，便于和計(jì)算機(jī)通訊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，人機(jī)交互性好。缺點(diǎn)：可靠性不及純硬件保護(hù)板，成本高，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。保護(hù)板控制IC主要代表有凹凸公司OZ890，OZ8920，OZ8940；TI公司UCC3592等5二、保護(hù)板分類(lèi)1.根據(jù)組成電路不同52.根據(jù)充、放電口不同（1）同口保護(hù)板（2）分口保護(hù)板同口分口

充、放電正極充、放電負(fù)極放電口負(fù)極充電口負(fù)極62.根據(jù)充、放電口不同充、放電正極充、放電負(fù)極放電口負(fù)極充電3.按方案分類(lèi)（1）精工方案（2）理光方案（3）TI方案（4）凹凸方案（5）單片機(jī)方案等73.按方案分類(lèi)7三、保護(hù)板組成1.保護(hù)板組成

保護(hù)板通常包括控制IC、MOS開(kāi)關(guān)、電阻、電容及輔助器件FUSE、PTC、NTC、ID、存儲(chǔ)器等。其中控制IC，在一切正常的情況下控制MOS開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，使電芯與外電路導(dǎo)通，而當(dāng)電芯電壓或回路電流超過(guò)規(guī)定值時(shí)，它立刻控制MOS開(kāi)關(guān)關(guān)斷，保護(hù)電芯的安全。電阻MOS管電容保護(hù)IC8三、保護(hù)板組成1.保護(hù)板組成電阻MOS管電容保護(hù)IC82.保護(hù)板元器件簡(jiǎn)介（1）電阻：起限流、采樣作用；（2）電容：對(duì)直流電而言電阻值“∞“，對(duì)交流電而言阻值接近零，電容兩端電壓不能突變，能起瞬間穩(wěn)壓作用，濾波作用；（3）FUSE：熔斷保險(xiǎn)絲，起過(guò)流保護(hù)作用；（4）PTC：PTC是Positivetemperaturecoefficient的縮寫(xiě)，意即正溫度系數(shù)電阻，（溫度越高，阻值越大），可以防止電池高溫放電和不安全的大電流的發(fā)生，即過(guò)流保護(hù)作用。92.保護(hù)板元器件簡(jiǎn)介9（5）NTC是Negativetemperaturecoefficient的縮寫(xiě)，意即負(fù)溫度系數(shù)，在環(huán)境溫度升高時(shí)，其阻值降低，使用電設(shè)備或充電設(shè)備及時(shí)反應(yīng)、控制內(nèi)部中斷而停止充放電。（6）IC：避免鋰電池使用過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)充電、過(guò)放電等現(xiàn)象，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的一套電路，并用微電子技術(shù)把它小型化，成為一個(gè)芯片，該芯片俗稱(chēng)鋰電池保護(hù)IC。（7）MOS管：場(chǎng)效應(yīng)管也稱(chēng)MOSFET。通常有三只腳，分別稱(chēng)為漏極D、源極S、柵極G。10（5）NTC是Negativetemperatureco四、保護(hù)板技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目錳鋰、三元鐵鋰單位過(guò)充保護(hù)電壓4.2-4.353.65-3.9V過(guò)充恢復(fù)電壓4.05-4.153.45-3.8V過(guò)放保護(hù)電壓2.7-3.02.0-2.5V過(guò)放恢復(fù)電壓2.8-3.22.2-2.7V均衡開(kāi)啟電壓4.15-4.203.55-3.75V均衡電流20-6020-60mA靜態(tài)功耗≤100≤100uA過(guò)流保護(hù)一般都有一般都有短路保護(hù)有有短路保護(hù)恢復(fù)斷開(kāi)負(fù)載后自動(dòng)恢復(fù)/30S后自動(dòng)恢復(fù)斷開(kāi)負(fù)載后自動(dòng)恢復(fù)/30S后自動(dòng)恢復(fù)11四、保護(hù)板技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目錳鋰、三元鐵鋰單位過(guò)充保護(hù)電壓4.2-1212五、保護(hù)板功能簡(jiǎn)介1.過(guò)充保護(hù)功能：鋰離子電池要求的充電方式為恒流/恒壓，在充電初期，為恒流充電，隨著充電過(guò)程，電壓會(huì)上升到4.2V，轉(zhuǎn)為恒壓充電，直至電流越來(lái)越小。電池在被充電過(guò)程中，如果充電器電路失去控制，會(huì)使電池電壓超過(guò)4.2V后繼續(xù)恒流充電，此時(shí)電池電壓仍會(huì)繼續(xù)上升，當(dāng)電池電壓被充電至超過(guò)4.3V時(shí)，電池的化學(xué)副反應(yīng)將加劇，會(huì)導(dǎo)致電池?fù)p壞或出現(xiàn)安全問(wèn)題。在帶有保護(hù)電路的電池中，當(dāng)控制IC檢測(cè)到電池電壓達(dá)到4.25V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時(shí)，其“CO”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?，使V2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了充電回路，使充電器無(wú)法再對(duì)電池進(jìn)行充電，起到過(guò)充電保護(hù)作用。而此時(shí)由于V2自帶的體二極管VD2的存在，電池可以通過(guò)該二極管對(duì)外部負(fù)載進(jìn)行放電。

13五、保護(hù)板功能簡(jiǎn)介1.過(guò)充保護(hù)功能：鋰離子電池要求的充電方式DOCOV1V214DOCOV1V2142、過(guò)放保護(hù)功能：電池在對(duì)外部負(fù)載放電過(guò)程中，其電壓會(huì)隨著放電過(guò)程逐漸降低，當(dāng)電池電壓降至2.8V時(shí)，其容量已基本放光，此如果讓電池繼續(xù)對(duì)負(fù)載放電，將造成電池的永久性損壞。在電池放電過(guò)程中，當(dāng)控制IC檢測(cè)到電池電壓低于2.8V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時(shí)，其“DO”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?，使V1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了放電回路，使電池?zé)o法再對(duì)負(fù)載進(jìn)行放電，起到過(guò)放電保護(hù)作用。而此時(shí)由于V1自帶的體二極管VD1的存在，充電器可以通過(guò)該二極管對(duì)電池進(jìn)行充電。152、過(guò)放保護(hù)功能：電池在對(duì)外部負(fù)載放電過(guò)程中，其電壓會(huì)隨著13.過(guò)電流保護(hù)功能：

由于鋰離子電池的化學(xué)特性，電池持續(xù)放電電流最大不能超過(guò)2C（C=電池容量/小時(shí)），當(dāng)電池超過(guò)2C電流放電時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致電池的永久性損壞或出現(xiàn)安全問(wèn)題。電池在對(duì)負(fù)載正常放電過(guò)程中，放電電流在經(jīng)過(guò)串聯(lián)的2個(gè)MOSFET時(shí)，由于MOSFET的導(dǎo)通阻抗，會(huì)在其兩端產(chǎn)生一個(gè)電壓，控制IC上的“VM”腳（IC芯片對(duì)鋰電池工作電流的采樣輸入端）對(duì)該電壓值進(jìn)行檢測(cè)，若負(fù)載因某種原因?qū)е庐惓＃够芈冯娏髟龃?，?dāng)回路電流大到使U>0.1V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時(shí)，其“DO"腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?，使V1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了放電回路，使回路中電流為零，起到過(guò)電流保護(hù)作用。

163.過(guò)電流保護(hù)功能：由于鋰離子電池的化學(xué)特性，電池持續(xù)放電4.短路保護(hù)功能：

電池在對(duì)負(fù)載放電過(guò)程中，若回路電流大到使U>0.9V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時(shí)，控制IC則判斷為負(fù)載短路，其“DO”腳將迅速由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?，使V1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷放電回路，起到短路保護(hù)作用。短路保護(hù)的延時(shí)時(shí)間極短，通常是微秒級(jí)。其工作原理與過(guò)電流保護(hù)類(lèi)似，只是判斷方法不同，保護(hù)延時(shí)時(shí)間也不一樣。174.短路保護(hù)功能：17

謝謝大家！18謝謝大家！18鋰電池保護(hù)板基礎(chǔ)知識(shí)鋰電池保護(hù)板基礎(chǔ)知識(shí)目錄一、保護(hù)板簡(jiǎn)介和由來(lái)二、保護(hù)板分類(lèi)三、保護(hù)板組成四、保護(hù)板基本技術(shù)參數(shù)五、保護(hù)板基本功能簡(jiǎn)介20目錄一、保護(hù)板簡(jiǎn)介和由來(lái)2一、保護(hù)板簡(jiǎn)介和由來(lái)1.保護(hù)板簡(jiǎn)介電池保護(hù)板：ProtectionCircuitModule,簡(jiǎn)稱(chēng)PCM.是在空PCB（PrintcircuitBoard）板上面貼上電子元器件,組合后達(dá)到一定電氣功能的線(xiàn)路板。主要對(duì)電池的充電，放電，短路，過(guò)流等進(jìn)行控制，防止電池在正常使用過(guò)程中，因外部因素（如充電器，放電設(shè)備不正常等）造成電化學(xué)損壞，起附加保護(hù)作用。21一、保護(hù)板簡(jiǎn)介和由來(lái)1.保護(hù)板簡(jiǎn)介32.保護(hù)板由來(lái)鋰電池(可充型)之所以需要保護(hù)，是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、短路及超高溫充放電，因此鋰電池電池組需要一塊保護(hù)板來(lái)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，防止電池組出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放等異常。222.保護(hù)板由來(lái)4二、保護(hù)板分類(lèi)1.根據(jù)組成電路不同（1）純硬件電路組成的保護(hù)板優(yōu)點(diǎn)：可靠性高，成本低，開(kāi)發(fā)周期短缺點(diǎn)：參數(shù)調(diào)整困難，適配性差保護(hù)板控制IC主要代表有精工公司S-8211、S-8261、S-8204,美上美MM1421、MM1414，富晶DW01，新德CS213（2）硬件+軟件組成的保護(hù)板優(yōu)點(diǎn)：參數(shù)調(diào)整方便，適配性好，便于和計(jì)算機(jī)通訊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，人機(jī)交互性好。缺點(diǎn)：可靠性不及純硬件保護(hù)板，成本高，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。保護(hù)板控制IC主要代表有凹凸公司OZ890，OZ8920，OZ8940；TI公司UCC3592等23二、保護(hù)板分類(lèi)1.根據(jù)組成電路不同52.根據(jù)充、放電口不同（1）同口保護(hù)板（2）分口保護(hù)板同口分口

充、放電正極充、放電負(fù)極放電口負(fù)極充電口負(fù)極242.根據(jù)充、放電口不同充、放電正極充、放電負(fù)極放電口負(fù)極充電3.按方案分類(lèi)（1）精工方案（2）理光方案（3）TI方案（4）凹凸方案（5）單片機(jī)方案等253.按方案分類(lèi)7三、保護(hù)板組成1.保護(hù)板組成

保護(hù)板通常包括控制IC、MOS開(kāi)關(guān)、電阻、電容及輔助器件FUSE、PTC、NTC、ID、存儲(chǔ)器等。其中控制IC，在一切正常的情況下控制MOS開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，使電芯與外電路導(dǎo)通，而當(dāng)電芯電壓或回路電流超過(guò)規(guī)定值時(shí)，它立刻控制MOS開(kāi)關(guān)關(guān)斷，保護(hù)電芯的安全。電阻MOS管電容保護(hù)IC26三、保護(hù)板組成1.保護(hù)板組成電阻MOS管電容保護(hù)IC82.保護(hù)板元器件簡(jiǎn)介（1）電阻：起限流、采樣作用；（2）電容：對(duì)直流電而言電阻值“∞“，對(duì)交流電而言阻值接近零，電容兩端電壓不能突變，能起瞬間穩(wěn)壓作用，濾波作用；（3）FUSE：熔斷保險(xiǎn)絲，起過(guò)流保護(hù)作用；（4）PTC：PTC是Positivetemperaturecoefficient的縮寫(xiě)，意即正溫度系數(shù)電阻，（溫度越高，阻值越大），可以防止電池高溫放電和不安全的大電流的發(fā)生，即過(guò)流保護(hù)作用。272.保護(hù)板元器件簡(jiǎn)介9（5）NTC是Negativetemperaturecoefficient的縮寫(xiě)，意即負(fù)溫度系數(shù)，在環(huán)境溫度升高時(shí)，其阻值降低，使用電設(shè)備或充電設(shè)備及時(shí)反應(yīng)、控制內(nèi)部中斷而停止充放電。（6）IC：避免鋰電池使用過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)充電、過(guò)放電等現(xiàn)象，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的一套電路，并用微電子技術(shù)把它小型化，成為一個(gè)芯片，該芯片俗稱(chēng)鋰電池保護(hù)IC。（7）MOS管：場(chǎng)效應(yīng)管也稱(chēng)MOSFET。通常有三只腳，分別稱(chēng)為漏極D、源極S、柵極G。28（5）NTC是Negativetemperatureco四、保護(hù)板技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目錳鋰、三元鐵鋰單位過(guò)充保護(hù)電壓4.2-4.353.65-3.9V過(guò)充恢復(fù)電壓4.05-4.153.45-3.8V過(guò)放保護(hù)電壓2.7-3.02.0-2.5V過(guò)放恢復(fù)電壓2.8-3.22.2-2.7V均衡開(kāi)啟電壓4.15-4.203.55-3.75V均衡電流20-6020-60mA靜態(tài)功耗≤100≤100uA過(guò)流保護(hù)一般都有一般都有短路保護(hù)有有短路保護(hù)恢復(fù)斷開(kāi)負(fù)載后自動(dòng)恢復(fù)/30S后自動(dòng)恢復(fù)斷開(kāi)負(fù)載后自動(dòng)恢復(fù)/30S后自動(dòng)恢復(fù)29四、保護(hù)板技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目錳鋰、三元鐵鋰單位過(guò)充保護(hù)電壓4.2-3012五、保護(hù)板功能簡(jiǎn)介1.過(guò)充保護(hù)功能：鋰離子電池要求的充電方式為恒流/恒壓，在充電初期，為恒流充電，隨著充電過(guò)程，電壓會(huì)上升到4.2V，轉(zhuǎn)為恒壓充電，直至電流越來(lái)越小。電池在被充電過(guò)程中，如果充電器電路失去控制，會(huì)使電池電壓超過(guò)4.2V后繼續(xù)恒流充電，此時(shí)電池電壓仍會(huì)繼續(xù)上升，當(dāng)電池電壓被充電至超過(guò)4.3V時(shí)，電池的化學(xué)副反應(yīng)將加劇，會(huì)導(dǎo)致電池?fù)p壞或出現(xiàn)安全問(wèn)題。在帶有保護(hù)電路的電池中，當(dāng)控制IC檢測(cè)到電池電壓達(dá)到4.25V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時(shí)，其“CO”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?，使V2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了充電回路，使充電器無(wú)法再對(duì)電池進(jìn)行充電，起到過(guò)充電保護(hù)作用。而此時(shí)由于V2自帶的體二極管VD2的存在，電池可以通過(guò)該二極管對(duì)外部負(fù)載進(jìn)行放電。

31五、保護(hù)板功能簡(jiǎn)介1.過(guò)充保護(hù)功能：鋰離子電池要求的充電方式DOCOV1V232DOCOV1V2142、過(guò)放保護(hù)功能：電池在對(duì)外部負(fù)載放電過(guò)程中，其電壓會(huì)隨著放電過(guò)程逐漸降低，當(dāng)電池電壓降至2.8V時(shí)，其容量已基本放光，此如果讓電池繼續(xù)對(duì)負(fù)載放電，將造成電池的永久性損壞。在電池放電過(guò)程中，當(dāng)控制IC檢測(cè)到電池電壓低于2.8V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時(shí)，其“DO”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷海筕1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了放電回路，使電池?zé)o法再對(duì)負(fù)載進(jìn)行放電，起到過(guò)放電保