鋰電池保護(hù)板工作原理和保護(hù)板的構(gòu)成

來源：存能電氣  日期：2019-07-12 13:50  瀏覽量：次

　　鋰電池保護(hù)板工作原理和保護(hù)板的構(gòu)成。鋰電池保護(hù)板可以有效地防止鋰電池過充，過放和內(nèi)部電路發(fā)生短路，其次我們講到鋰電池保護(hù)板還有保護(hù)電池，避免電池過充的功能。當(dāng)外接電源對電池持續(xù)快速地進(jìn)行充電時，鋰電池保護(hù)板就會產(chǎn)生保護(hù)作用。這也正是鋰電池保護(hù)板對電池過充進(jìn)行保護(hù)的原理。

　　鋰電池保護(hù)板工作原理

　　1、過充保護(hù)及過充保護(hù)恢復(fù)

　　當(dāng)鋰電池被充電使電壓超過設(shè)定值VC(4.25-4.35V，具體過充保護(hù)電壓取決于IC)后，VD1翻轉(zhuǎn)使Cout變?yōu)榈碗娖剑琓1截止，充電停止.當(dāng)電池電壓回落至VCR(3.8-4.1V，具體過充保護(hù)恢復(fù)電壓取決于IC)時，Cout變?yōu)楦唠娖?，T1導(dǎo)通充電繼續(xù)，VCR必須小于VC一個定值，以防止頻繁跳變。

　　2、過放保護(hù)及過放保護(hù)恢復(fù)

　　當(dāng)鋰電池電壓因放電而降低至設(shè)定值VD（2.3-2.5V，具體過充保護(hù)電壓取決于IC）時，VD2翻轉(zhuǎn)，以短時間延時后，使Dout變?yōu)榈碗娖?，T2截止，放電停止，當(dāng)電池被置于充電時，內(nèi)部或門被翻轉(zhuǎn)而使T2再次導(dǎo)通為下次放電作好準(zhǔn)備。

　　3、過流、短路保護(hù)

　　當(dāng)電路充放回路電流超過設(shè)定值或被短路時，短路檢測電路動作，使MOS管關(guān)斷，電流截止。

　　由于鋰電池的化學(xué)特性，在正常使用過程中，其內(nèi)部進(jìn)行電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)正反應(yīng)，但在某些條件下，如對其過充電、過放電和過電流將會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)副反應(yīng)，該副反應(yīng)加劇后，會嚴(yán)重影響電池的性能與使用壽命，并可能產(chǎn)生大量氣體，使電池內(nèi)部壓力迅速增大后爆炸而導(dǎo)致安全問題，因此所有的鋰電池都需要一個保護(hù)電路，用于對電池的充、放電狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測，并在某些條件下關(guān)斷充、放電回路以防止對電池發(fā)生損害。

　　鋰電池保護(hù)板的構(gòu)成

　　鋰電池之所以需要保護(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充、過放、過流、短路及超高溫充放電，因此鋰電池鋰電組件總會跟著一塊精致的保護(hù)板和一片電流保險器出現(xiàn)。鋰電池的保護(hù)功能通常由保護(hù)電路板和PTC協(xié)同完成，保護(hù)板是由電子電路組成，在-40℃至+85℃的環(huán)境下時刻準(zhǔn)確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流，即時控制電流回路的通斷；PTC在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。

　　保護(hù)板通常包括控制IC、MOS開關(guān)、電阻、電容及輔助器件NTC、ID存儲器等。其中控制IC，在一切正常的情況下控制MOS開關(guān)導(dǎo)通，使電芯與外電路溝通，而當(dāng)鋰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(guān)關(guān)斷，保護(hù)電芯的安全。

　　NTC意即負(fù)溫度系數(shù)，在環(huán)境溫度升高時，其阻值降低，使用電設(shè)備或充電設(shè)備及時反應(yīng)、控制內(nèi)部中斷而停止充放電。ID存儲器常為單線接口存儲器，ID是存儲電池種類、生產(chǎn)日期等信息?？善鸬疆a(chǎn)品的可追溯和應(yīng)用的限制。

　　鋰電池保護(hù)板根據(jù)使用IC，電壓等不同而電路及參數(shù)有所不同，保護(hù)板有兩個核心部件：一塊保護(hù)IC，它是由精確的比較器來獲得可靠的保護(hù)參數(shù)；另外是MOSFET串在主充放電回路中擔(dān)當(dāng)高速開關(guān)，執(zhí)行保護(hù)動作。

　　當(dāng)鋰電池過度放電時，鋰電池內(nèi)部的內(nèi)存物就會發(fā)生質(zhì)的變化，這時候鋰電池保護(hù)板就能感知到這一點，從而快速地切斷放電電源，使得鋰電池不至于將電全部放出，從而保證鋰電池內(nèi)部電流的穩(wěn)定，避免了鋰電池過放的情況出現(xiàn)。