主流锂电池保护板原理

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