锂电池保护板基础知识课件

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,本作品采用,知识共享署名,-,非商业性使用,2.5,中国大陆许可协议,进行许可。,专业交流,模板超市,设计服务,本作品的提供是以适用知识共享组织的公共许可（简称“,CCPL”,或“许可”）条款为前提的。本作品受著作权法以及其他相关法律的保护。对本作品的使用不得超越本许可授权的范围。,如您行使本许可授予的使用本作品的权利，就表明您接受并同意遵守本许可的条款。在您接受这些条款和规定的前提下，许可人授予您本许可所包括的权利。,查看全部,NordriDesign,中国专业,PowerPoint,媒体设计与开发,锂电池保护板基础知识,目录,一、,保护板简介和由来,二、,保护板分类,三、保护板组成,四、保护板基本技术参数,五、保护板基本功能简介,2,一、保护板简介和由来,1.,保护板简介,电池保护板：,Protection Circuit Module,简称,PCM.,是在空,PCB,（,Print circuit Board,）板上面贴上电子元器件,组合后达到一定电气功能的线路板。主要对电池的充电，放电，短路，过流等进行控制，防止电池在正常使用过程中，因外部因素（如充电器，放电设备不正常等）造成电化学损坏，起附加保护作用。,3,2.,保护板由来,锂电池(可充型)之所以需要保护，是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此锂电池电池组需要一块保护板来对其进行保护，防止电池组出现过充、过放等异常。,4,二、保护板分类,1.,根据组成电路不同,（,1,）纯硬件电路组成的保护板,优点：可靠性高，成本低，开发周期短,缺点：参数调整困难，适配性差,保护板控制,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,+,软件组成的保护板,优点：参数调整方便，适配性好，便于和计算机通讯实现实时监控，人机交互性好。,缺点：可靠性不及纯硬件保护板，成本高，开发周期长。,保护板控制,IC,主要代表有凹凸公司,OZ890,，,OZ8920,，,OZ8940,；,TI,公司,UCC3592,等,5,2.,根据充、放电口不同,（,1,）同口保护板,（,2,）分口保护板,同口 分口,充、放电正极,充、放电负极,放电口负极,充电口负极,6,3.,按方案分类,（,1,）精工方案,（,2,）理光方案,（,3,）,TI,方案,（,4,）凹凸方案,（,5,）单片机方案等,7,三、保护板组成,1.,保护板组成,保护板通常包括控制,IC,、MOS,开关、电阻、电容及辅助器件,FUSE,、,PTC,、,NTC、ID、,存储器等。其中控制,IC,，在一切正常的情况下控制,MOS,开关导通，使电芯与外电路导通，而当电芯电压或回路电流超过规定值时，它立刻控制,MOS,开关关断，保护电芯的安全。,电阻,MOS,管,电容,保护,IC,8,2.,保护板元器件简介,（,1,）电阻：起限流、采样作用；,（,2,）电容：对直流电而言电阻值,“,“,，对交流电而言阻值接近零，电容两端电压不能突变，能起瞬间稳压作用，滤波作用；,（,3,）,FUSE,：熔断保险丝，起过流保护作用；,（,4,）,PTC,：,PTC,是,Posi,tive temperature coefficient,的缩写，意即正温度系数电阻，（温度越高，阻值越大），可以防止电池高温放电和不安全的大电流的发生，即过流保护作用。,9,（5）,NTC,是,Negative temperature coefficient,的缩写，意即负温度系数，在环境温度升高时，其阻值降低，使用电设备或充电设备及时反应、控制内部中断而停止充放电。,（,6,）,IC,：避免锂电池使用过程中出现过充电、过放电等现象，专门设计的一套电路，并用微电子技术把它小型化，成为一个芯片，该芯片俗称锂电池保护,IC,。,（,7,）,MOS,管：场效应管也称,MOS FET,。通常有三只脚，分别称为漏极,D,、源极,S,、栅极,G,。,10,四、保护板技术参数,项目,锰锂、三元,铁锂,单位,过充保护电压,4.2-4.35,3.65-3.9,V,过充恢复电压,4.05-4.15,3.45-3.8,V,过放保护电压,2.7-3.0,2.0-2.5,V,过放恢复电压,2.8-3.2,2.2-2.7,V,均衡开启电压,4.15-4.20,3.55-3.75,V,均衡电流,20-60,20-60,mA,静态功耗,100,100,uA,过流保护,一般都有,一般都有,短路保护,有,有,短路保护恢复,断开负载后自动恢复,/30S,后自动恢复,断开负载后自动恢复,/30S,后自动恢复,11,12,五、保护板功能简介,1.,过充保护功能：,锂离子电池要求的充电方式为恒流,/,恒压，在充电初期，为恒流充电，随着充电过程，电压会上升到,4.2V,，转为恒压充电，直至电流越来越小。电池在被充电过程中，如果充电器电路失去控制，会使电池电压超过,4.2V,后继续恒流充电，此时电池电压仍会继续上升，当电池电压被充电至超过,4.3V,时，电池的化学副反应将加剧，会导致电池损坏或出现安全问题。在带有保护电路的电池中，当控制,IC,检测到电池电压达到,4.25V,（该值由控制,IC,决定，不同的,IC,有不同的值）时，其,“,CO,”,脚将由高电压转变为零电压，使,V2,由导通转为关断，从而切断了充电回路，使充电器无法再对电池进行充电，起到过充电保护作用。而此时由于,V2,自带的体二极管,VD2,的存在，电池可以通过该二极管对外部负载进行放电。,13,DO,CO,V1,V2,14,2,、过放保护功能：,电池在对外部负载放电过程中，其电压会随着,放电过程逐渐降低，当电池电压降至,2.8V,时，其容量已基本放光，,此如果让电池继续对负载放电，将造成电池的永久性损坏。,在电池放电过程中，当控制,IC,检测到电池电压低于,2.8V,（该值,由控制,IC,决定，不同的,IC,有不同的值）时，其,“,DO,”,脚将由高电压,转变为零电压，使,V1,由导通转为关断，从而切断了放电回路，使电,池无法再对负载进行放电，起到过放电保护作用。而此时由于,V1,自,带的体二极管,VD1,的存在，充电器可以通过该二极管对电池进行充电。,15,3.,过电流保护功能：,由于锂离子电池的化学特性，电池持续放电电流最大不能超过,2C,（,C=,电池容量,/,小时），当电池超过,2C,电流放电时，将会导致电池的永久性损坏或出现安全问题。,电池在对负载正常放电过程中，放电电流在经过串联的,2,个,MOSFET,时，由于,MOSFET,的导通阻抗，会在其两端产生一个电压，控制,IC,上的,“,VM,”,脚（,IC,芯片对锂电池工作电流的采样输入端）,对该电压值进行检测，若负载因某种原因导致异常，使回路电流增大，当回路电流大到使,U0.1V,（该值由控制,IC,决定，不同的,IC,有不同的值）时，其,“,DO,脚将由高电压转变为零电压，使,V1,由导通转为关断，从而切断了放电回路，使回路中电流为零，起到过电流保护作用。,16,4.,短路保护功能：,电池在对负载放电过程中，若回路电流大到使,U0.9V,（该值由控制,IC,决定，不同的,IC,有不同的值）时，控制,IC,则判断为负载短路，其,“,DO,”,脚将迅速由高电压转变为零电压，使,V1,由导通转为关断，从而切断放电回路，起到短路保护作用。短路保护的延时时间极短，通常是微秒级。其工作原理与过电流保护类似，只是判断方法不同，保护延时时间也不一样。,17,谢谢大家！,18,