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主流锂电池保护板原理2015 年 12 月 22 日 16:44:21阅读数:1752S8261和DW01-8205A主流锂电池保护板原理图说明S8261, DW01, 8205A, 锂电池, 保护板锂电池保护板的主要参数锂电池保护板主要由保护IC和MOS管构成(1)保护IC主要参数1)封装2)过充电压3)过充释放电压4)过放电压5)过放释放电压6)耐压(2) MOSFET主要参数1)N沟、P沟2)内阻3)封装(TSSOP8 简称薄片、SOP8简称厚片、SOT23-6 等)4)耐电流5)耐电压6)内部是否连通锂电池保护板的工作原理锂电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,保护板有两个 核心部件:一块保护IC,它是由精确的比较器来获得可靠的保护参数;另外是 MOSFET串在主充放电回路中担当高速开关,执行保护动作。下面以DW01配MOS管8205A进行讲解:激活保护板的方法:当保护板P+、P-没有输出处于保护状态,可以短路B-、 P-来激活保护板,这时,Dout、Cout均会处于低电平(保护IC此两端口是高电 平保护,低电平常态)状态打开两个MOS开关。1. 锂电池保护板其正常工作过程为:当电芯电压在2.5V至4.3V之间时,DW01的第1脚、第3脚均输出高电平 (等于供电电压),第二脚电压为0V。此时DW01的第1脚、第3脚电压将分别加 到8205A的第5、4脚,8205A内的两个电子开关因其G极接到来自DW01的电 压,故均处于导通状态,即两个电子开关均处于开状态。此时电芯的负极与保护板的 P-端相当于直接连通,保护板有电压输出。2保护板过放电保护控制原理:当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01内部将通 过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01将认为电芯电压已 处于过放电电压状态,便立即断开第1脚的输出电压,使第1脚电压变为OV, 8205A 内的开关管因第5脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。 即电芯的放电回路被切断,电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。等到保 护板的P与P-间接上充电电压后,DW01经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状 态,重新在第1脚输出高电压,使8205A内的过放电控制管导通,即电芯的B-与保护板 的P-又重新接上,电芯经充电器直接充电。3保护板过充电保护控制原理:当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯的电压将越来越高,当电 芯电压升高到4.4V时,DW01将认为电芯电压已处于过充电电压状态,便立即断开第 3脚的输出电压,使第3脚电压变为OV, 8205A内的开关管因第4脚无电压而关闭。 此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的充电回路被切断,电芯将停 止充电。保护板处于过充电状态并一直保持。等到保护板的P与P-间接上放电负载后, 因此时虽然过充电控制开关管关闭,但其内部的二极管正方向与放电回路的方向相同,故 放电回路可以进行放电,当电芯的电压被放到低于4.3V时,DW01停止过充电保护状态 重新在第3脚输出高电压,使8205A内的过充电控制管导通,即电芯的B-与保护板 P-又重新接上,电芯又能进行正常的充放电.4.保护板短路保护控制原理:在保护板对外放电的过程中,8205A内的两个电子开关并不完全等效于两个机械 开关,而是等效于两个电阻很小的电阻,并称为8205A的导通内阻,每个开关的导 通内阻约为30mU 03a9共约为60mU 03a9,加在G极上的电压实际上是直接控 制每个开关管的导通电阻的大小当G极电压大于1V时,开关管的导通内阻很小(几十 毫欧),相当于开关闭合,当G极电压小于0.7V以下时,开关管的导通内阻很大 (几MQ),相当于开关断开。电压UA就是8205A的导通内阻与放电电流产生的电压, 负载电流增大则UA必然增大,因UA0.006LXIUA又称为8205A的管压降,UA可以 简接表明放电电流的大小。上升到0.2V时便认为负载电流到达了极限值,于是停止 第1脚的输出电压,使第1脚电压变为OV、8205A内的放电控制管关闭,切断电芯 的放电回路,将关断放电控制管。换言之DW01允许输出的最大电流是3.3A,实现 了过电流保护。5.短路保护控制过程:短路保护是过电流保护的一种极限形式,其控制过程及原理与过电流保护一样, 短路只是在相当于在P P-间加上一个阻值小的电阻(约为0Q)使保护板的负载电流瞬 时达到10A以上,保护板立即进行过电流保护。锂电池保护板的技术指标1、电压保护能力过充电保护:保护板必须具有预防电芯电压超过预设值的能力过放电保护:保护板必须具有预防电芯电压底于预设值的能力2、电流能力(过流保护电流,短路保护)保护板作为锂电芯的安全保护器件,既要在设备的正常工作电流范围内,能可靠工作, 又要在当电池被意外短路或过流时能迅速动作,使电芯得到保护.3、导通电阻:定义:当充电电流为500mA时,MOS管的导通阻抗。由于通讯设备的工作频率较高,数据传输要求误码率低,其脉冲串的上升及下降沿 陡,故对电池的电流输出能力和电压稳定度要求高,因此保护板的MOS管开关导通时 电阻要小,单节电芯保护板通常在70mQ,如太大会导致通讯设备工作不正常,如 手机在通话时突然断线、电话接不通、噪声等现象。4、自耗电流定义:IC工作电压为3.6V,空载状态下,流经保护IC的工作电流,一般极小.保护板的自耗电流直接影响电池的待机时间,通常规定保护板的自耗电流小于10 微安.5、机械性能、温度适应能力、抗静电能力保护板必须能通过国标规定的震动,冲击试验;保护板在-40到85度能安全工作, 能经受 15KV的非接触ESD静电测试.锂电池保护板的应用锂电池保护板广泛应用于手机、对讲机、便携式DVD、矿灯、电动玩具、MP3/4电动 工具、数码相机摄像机、笔记本电脑、军用战术灯、测绘仪器电动自行车、电动滑板车、 航模、机器人、吸尘器、各种野外勘探作业设备。锂电池保护板的主要厂商保护IC的生产商1)精工:日本S8261 单节,S8232V双节。2)理光:日本R5400、 R5402、 R5421、 R5426 。3)美之美:日本MM3077V单节,MM1414V3/4 节。4)富晶:台湾单节:DW01 +,DW01-,FS312F,FS326 系列。双节:FS33325)新德:台湾CS213 (单节)6)中星微:北京VM7021 (单节)7)士兰:杭州 SC451 (单节)MOSFET的生产商1)捷拓(台湾):GE8205A,GE9926、5NF20V。2)ANPEC茂达(台湾):APM9926,SM9926C,SM9988,APM9435,APM4435,APM2506 APM4953, APM9926,APM4410,APM2301,APM7313,APM3055,APM2014,APM2054,APM2509, APM9410。3)FAIRCHILD (仙童):FDS9926,FDW99264)CET (台湾华瑞):CEM9926, CEM8205,CES2301,CES2312,CES2321, CEM9435,CEM4953,CEM8958。5)ST (意法):5NF20V6)SANYO (日本三洋):FTD2017、FTD2011A、ECH8601、。7)AOS (美国)AO8822、AO8810、AO8816、AO4805、AO4953、AO9953、 AO4801H。8)三合微(台湾):STG8203、STG8204、STG8205、STG2301。9)南海(台湾):SSS8205, SSS9926, SSS5NF20V。S8261和DW01-8205A主流锂电池保护板原理图说明.jpg(337.28 KB)11*U1Ic(mo1133.1.E-ac-.MJUrt*40
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