關于保護板知識講解第1頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月目錄一、保護板的功能二、保護板的組成四、單節(jié)電芯保護板電路原理及工作過程三、保護板的常規(guī)項目指標第2頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月保護板主要是對電芯進行保護。由于鋰離子電池本身的材料不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電，鋰電池這些特性決定了使用保護電路的必要性，保護電路功能的載體組成---保護板。

主要功能有：

1）過充保護功能：過充保護功能是指電芯在達到過充電檢測電壓時，禁止由充電器繼續(xù)充電。即，控制過充電的MOS管進入關斷狀態(tài)，停止充電。

2）過放保護功能：過放電保護功能是在電池電壓變低達到過放電檢測電壓時，停止對負載放電。將控制過放的MOS管進入關斷狀態(tài)，禁止其放電。該過程正好與過充電檢測時的動作相反。一、保護板的功能第3頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月3）過流保護功能：過電流保護功能是電芯在大電流放電時系統(tǒng)停止對負載放電。將控制放電的MOS管進入關斷狀態(tài),停止其繼續(xù)放電。此功能目的在于保護電芯及MOS管，確保電池在工作狀態(tài)下的安全性。過電流檢測之后，電池與負載脫離后將恢復到常態(tài)，可以再充電或放電。

4）短路保護功能：短路保護原理同3），類同大電流放電。第4頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月保護板電芯PTC電池構(gòu)造第5頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月保護板是由電子電路組成，在-40℃至+85℃的環(huán)境下準確的監(jiān)視電芯的電壓和充放電電流值，及時控制電路的通斷.

保護板元件通常包括電源管理IC、MOS及周圍的電阻、電容器件,或可能附加有NTC、ID存儲器及FUSE、PTC保護器件等。

1）保護IC：屬于主動元件，是保護電路的核心。通過取樣電池電壓進行判斷，在一切正常的情況下控制MOS開關導通，使電芯與外電路溝通，而當電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時，它立刻（數(shù)十毫秒）控制MOS開關關斷，保護電芯的安全。選用時要考慮元件封裝、過充電檢測電壓、過放電檢測電壓、放電過流檢測電壓、自耗電、耐壓及ESD要求。

2）MOS管：屬于被動元件，在保護電路中主要起開關作用。元件選用時要考慮其封裝、導通內(nèi)阻、耐電壓、耐電流及ESD。二、保護板的組成第6頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月

3）NTC:是Negativetemperaturecoefficient的縮寫，意即負溫度系數(shù)，在環(huán)境溫度升高時，其阻值降低，使用電設備或充電設備及時反應、控制內(nèi)部中斷而停止充放電。

4）ID:是Identification的縮寫，即身份識別，它分為兩種：一是存儲器，常為單線接口存儲器，存儲電池種類、生產(chǎn)日期等信息；二是識別電阻，即普通電阻元件。

5）FUSE:俗稱保險絲，在電路中起二次保護作用。是電池組件產(chǎn)品里一個非常重要的部件，防止電池不安全大電流發(fā)生，保護后不可恢復，對電池的安全擔負著重要的作用。6)PTC:是英文PositiveTemperatureCoefficient的縮寫，意思是正溫度系數(shù)。PTC可以防止電池高溫放電和不安全的大電流的發(fā)生。根據(jù)電池的電壓、電流密度特性和應用環(huán)境，對PTC有專門的要求。第7頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月MOS管電阻PCB保護IC電容保護板的外形第8頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月三、保護板的常規(guī)項目指標1、導通電阻值：定義：當充電（放電）電流為500mA時，MOS管導通下的保護板阻抗。由于通訊設備的工作頻率較高，數(shù)據(jù)傳輸要求誤碼率低，其脈沖串的上升及下降沿陡，故對電池的電流輸出能力和電壓穩(wěn)定度要求高，因此保護板的MOS管開關導通時電阻要小，單節(jié)電芯保護板通常在<60mΩ。第9頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月2、自耗電流值：定義：IC工作電壓時，通常規(guī)定保護板的自耗電流小于7uA.

IC為有休眠功能：當電池電壓低于保護板時，保護板的自耗電＜1uA；

IC沒有休眠功能：當電池電壓低于約1.5V時，保護板的自耗電＜1uA;3、電流能力：保護板作為鋰電芯的安全保護器件,既要在設備的正常工作電流范圍內(nèi),能可靠工作,又要在當電池被意外短路或過流時能迅速動作,使電芯得到保護.5、機械性能、溫度適應能力、抗靜電能力：保護板必須能通過規(guī)定的震動,沖擊試驗；保護板在-40到85度能安全工作；在RH在30%-45%的環(huán)境下，能經(jīng)受±8KV的非接觸ESD靜電測試，能經(jīng)受±4KV的接觸ESD靜電測試..第10頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月IC過放控制過充控制+-充電FUSE電芯MOS管四、單節(jié)電芯保護板的電路原理及工作過程保護板原理框圖如圖中，IC由電芯供電，電壓在1.5v－10v均能保證可靠工作。第11頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月當電池被充電使電壓超過設定值VC(即過充電檢測電壓)后，IC通過控制使Cout管腳變?yōu)榈碗娖?，充電MOS截止，充電停止；當電池電壓回落至VCR(過充電恢復電壓)時，Cout管腳轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖剑潆奙OS導通充電繼續(xù)。下圖通過對電芯充電過程模擬解釋過充保護狀態(tài)：1、過充保護第12頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月IC電量過放控制過充控制+-充電第13頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月IC電量過放控制過充控制+-充電第14頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月IC電量過放控制過充控制+-充電第15頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月IC電量過放控制過充控制+-充電第16頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月IC電量過放控制過充控制+-充電STOP恢復電壓此時充電MOS關充電檢測電壓充電檢測電壓第17頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月

當電池電壓因放電而降低至設定值VD（過放電檢測電壓）時，IC在內(nèi)部固定的短時間延時后通過控制使Dout管腳變?yōu)榈碗娖?，放電MOS截止，放電停止。下圖通過對電芯放電過程模擬解釋過放保護狀態(tài)：2、過放保護第18頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月電量過放控制過充控制-IC+放電LOAD第19頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月電量過放控制過充控制-IC+放電LOAD第20頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月電量放電IC+LOAD第21頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月電量-放電IC+LOAD第22頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月電壓-放電STOP過放電檢測電壓IC+此時放電MOS管關LOAD第23頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月當電路放電電流超過設定值或輸出被短路時，過流、短路檢測電路動作，使MOS管關斷，電流截止，停止對負載電路放電。下圖通過對輸出超載過程模擬解釋其保護狀態(tài)：3、過流、短路保護過流與短路保護功能是同時存在的。第24頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月