第⼀章保护板的构成和主要作⽤
⼀、保护板的构成
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，因此锂电池锂电组件总会跟着⼀块精致的保护板和⼀⽚电流保险器出现。锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC协同完成，保护板是由电⼦电路组成，在-40℃⾄+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流，即时控制电流回路的通断；PTC在⾼温环境下防⽌电池发⽣恶劣的损坏。 保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件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，使电芯与外电路沟通，⽽当电芯电压或回路电流超过规定值时，它⽴刻（数⼗毫秒）控制MOS开关关断，保护电芯的安全。NTC
是Negative temperaturecoefficient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。ID 存储器常为单线接
⼝存储器，ID是Identification 的缩写即⾝份识别的意思，存储电池种类、⽣产⽇期等信息。可起到产品的可追溯和应⽤的限制。
⼆、保护板的主要作⽤
⼀般要求在-25℃～85℃时Control(IC)检测控制电芯电压与充放电回路的⼯作电流、电压，在⼀切正常情况下C-MOS开关管导通，使电芯与保护电路板处于正常⼯作状态，⽽当电芯
电压或回路中的⼯作电流超过控制IC中⽐较电路预设值时，在15～30ms内（不同控制IC
与C-MOS有不同的响应时间），将CMOS关断，即关闭电芯放电或充电回路，以保证使⽤
者与电芯的安全。
第⼆章保护板的⼯作原理
保护板的⼯作原理图：
如图中，IC由电芯供电，电压在2v－5v均能保证可靠⼯作。
1、过充保护及过充保护恢复
当电池被充电使电压超过设定值VC(4.25-4.35V，具体过充保护电压取决于IC)后，VD1
翻转使Cout变为低电平，T1截⽌，充电停⽌.当电池电压回落⾄VCR(3.8-4.1V，具体过充保护恢复电压取决于IC)时，Cout变为⾼电平，T1导通充电继续， VCR必须⼩于VC⼀个定值，以防⽌频繁跳变。
2、过放保护及过放保护恢复
当电池电压因放电⽽降低⾄设定值VD（2.3-2.5V，具体过充保护电压取决于IC）时， VD2翻转，以短时间延时后，使Dout变为低电平，T2截⽌，放电停⽌，当电池被置于充电时，内部或门被翻转⽽使T2再次导通为下次放电作好准备。
3、过流、短路保护
当电路充放回路电流超过设定值或被短路时，短路检测电路动作，使MOS管关断，电流截⽌。
第三章保护板主要零件的功能介绍
R1：基准供电电阻；与IC内部电阻构成分压电路，控制内部过充、过放电压⽐较器的电平翻转；⼀般在阻值为330Ω、470Ω⽐较多；当封装形式（即⽤标准元件的长和宽来表⽰元件⼤⼩，如0402封装标识此元件的长和宽分别为1.0mm和0.5mm）较⼤时，会⽤数字标识其阻值，如贴⽚电阻上数字标识473，即表⽰其阻值为47000Ω即47KΩ（第三位数表⽰在前两位后⾯加0的位数）。R2：过流、短路检测电阻；通过检测VM端电压控制保护板的电流，焊接不良、损坏会造成电池过流、短路⽆保护，⼀般阻值为1KΩ、2KΩ较多。R3：ID识别电阻或NTC电阻（前⾯有介绍）或两者都有。总结：电阻在保护板中为⿊
⾊贴⽚，⽤万⽤表可测其阻值，当封装较⼤时其阻值会⽤数字表⽰，表⽰⽅法如上所述，当然电阻阻值⼀般都有偏差，每个电阻都有精
度规格，如10KΩ电阻规格为+/－5％精度则其阻值为9.5KΩ－10.5KΩ范围内都为合格。C1、C2：由于电容两端电压不能突变，起瞬间稳压和滤波作⽤。
总结：电容在保护板中为黄⾊贴⽚，封装形式0402较多，也有少数0603封装(1.6mm长,0.8mm 宽)；⽤万⽤表检测其阻值⼀般为⽆穷⼤或MΩ级别；电容漏电会产⽣⾃耗电⼤，短路⽆⾃恢复现象。FUSE：普通FUSE或PTC（Positive Temperature Coefficient的缩写，意思是正温度系数）；防⽌不安全⼤电流和⾼温放电的发⽣，其中PTC有⾃恢复功能。
总结：FUSE在保护板中⼀般为⽩⾊贴⽚，LITTE公司提供FUSE会在FUSE上标识字符D-T，字符表⽰意思为FUSE能承受的额定电流，如表⽰D额定电流为0.25A，S为4A，T为5A等；现我司所有较多为额定电流为5A的FUSE，即在本体上标识字符’T’。U1：控制IC；保护板所有功能都是IC通过监视连接在VDD-VSS间的电压差及VM-VSS间的电压差⽽控制C-MOS 执⾏开关动作来实现的。
Cout：过充控制端；通过MOS管T2栅极电压控制MOS管的开关。
Dout：过放、过流、短路控制端；通过MOS管T1栅极电压控制MOS管的开关。
VM：过流、短路保护电压检测端；通过检测VM端的电压实现电路的过流、短路保护（U （VM）=I*R（MOSFET））。
总结：IC在保护板中⼀般为6个管脚的封装形式，其区别管脚的⽅法为：在封装体上标识⿊点的附近为第1管脚，然后逆时针旋转分别为第2、3、4、5、6管脚；如封装体上⽆⿊点标识，则正看封装体上字符左下为第1管脚，其余管脚逆时针类推）C-MOS：场效应开关管；保护功能的实现者；连焊、虚焊、假焊、击穿时会造成电池⽆保护、⽆显⽰、输出电压低等不良现象。总结：CMOS在保护板中⼀般为8个管脚的封装形式，它时由两个MOS管构成，相当于两个开关，分别控制过充保护和过放、过流、短路保护；其管脚区分⽅法和IC ⼀样。
在保护板正常情况下，Vdd为⾼电平，Vss、VM为低电平，Dout、Cout为⾼电平；当Vdd、Vss、VM任何⼀项参数变换
时，Dout或Cout的电平将发⽣变化，此时MOSFET执⾏相应的动作（开、关电路），从⽽实现电路的保护和恢复功能。
第四章保护板主要性能测试⽅法
1．NTC电阻测试：
⽤万⽤表直接测量NTC电阻值，再与《温度变化与NTC阻值对照指导》对⽐。
2．识别电阻测试：
⽤万⽤表直接测量识别电阻值，再与《保护板重要项⽬管理表》对⽐。
3.⾃耗电测试：
调恒流源为3.7V/500mA；万⽤表设置为uA档，表笔插⼊uA接孔，然后与恒流源串联起来接保护板B+、B-如下图所⽰：此时万⽤表的读数即为保护板的⾃耗电，如⽆读数⽤镊⼦或锡线短接B-、P-，激活电路。
4.短路保护测试：
电芯接到保护板B+、B-上，⽤镊⼦或锡线短接B-、P-，再短接P+、P-；短路后⽤万⽤表测保护板开路电压（如下图所⽰）；反复短接3-5次，此时万⽤表读数应与电芯⼀致，保护板应⽆冒烟、爆裂等现象。
如上图所⽰接好电路，按照重要项⽬管理表设置好锂易安数据，再按⾃动按钮，接好后按红表笔上的按钮进⾏测试。此时锂易安测试仪的灯应逐次点亮，表⽰性能OK。按显⽰键检查测试数据：‘Chg’表⽰过充保护电压；‘Dis’表过放保护电压；‘Ocur’表⽰过流保护电流。
第五章保护板常见不良分析
⼀、⽆显⽰、输出电压低、带不起负载：
此类不良⾸先排除电芯不良（电芯本来⽆电压或电压低），如果电芯不良则应测试保护板的⾃耗电，看是否是保护板⾃耗电过⼤导致电芯电压低。如果电芯电压正常，则是由于保护板整个回路不通
（元器件虚焊、假焊、FUSE不良、PCB板内部电路不通、过孔不通、MOS、IC损坏等）。具体分析步骤如下：
（⼀）、⽤万⽤表⿊表笔接电芯负极，红表笔依次接FUSE、R1电阻两端，IC的Vdd、Dout、Cout
端，P+端（假设电芯电压为3.8V），逐段进⾏分析，此⼏个测试点都应为3.8V。若不是，则此段电路有问题。
1. FUSE两端电压有变化：测试FUSE是否导通，若导通则是PCB板内部电路不通；若不导通则FUSE
有问题（来料不良、过流损坏（MOS或IC控制失效）、材质有问题（在MOS或IC动作之前FUSE被烧坏），然后⽤导线短接FUSE，继续往后分析。
2. R1电阻两端电压有变化：测试R1电阻值，若电阻值异常，则可能是虚焊，电阻本⾝断裂。若电阻值⽆异常，则可能是IC内部电阻出现问题。
3. IC测试端电压有变化：Vdd端与R1电阻相连。Dout、Cout端异常，则是由于IC虚焊或损坏。
4. 若前⾯电压都⽆变化，测试B-到P+间的电压异常，则是由于保护板正极过孔不通。（⼆）、万⽤表红表笔接电芯正极，激活MOS管后，⿊表笔依次接MOS管2、3脚，6、7脚，P-端。
1.MOS管2、3脚，6、7脚电压有变化，则表⽰MOS管异常。
2.若MOS管电压⽆变化，P-端电压异常，则是由于保护板负极过孔不通。
⼆、短路⽆保护：
1. VM端电阻出现问题：可⽤万⽤表⼀表笔接IC2脚，⼀表笔接与VM端电阻相连的MOS管管脚，确认其电阻值⼤⼩。看电阻与
IC、MOS管脚有⽆虚焊。
2. IC、MOS异常：由于过放保护与过流、短路保护共⽤⼀个MOS管，若短路异常是由于MOS出现问
题，则此板应⽆过放保护功能。
3. 以上为正常状况下的不良，也可能出现IC与MOS配置不良引起的短路异常。如前期出现的BK-901，其型号为‘312D’的IC内延迟时间过长，导致在IC作出相应动作控制之前MOS 或其它元器件已被损坏。
注：其中确定IC或MOS是否发⽣异常最简易、直接的⽅法就是对有怀疑的元器件进⾏更换。
三、短路保护⽆⾃恢复：
1. 设计时所⽤IC本来没有⾃恢复功能，如G2J，G2Z等。
2. 仪器设置短路恢复时间过短，或短路测试时未将负载移开，如⽤万⽤表电压档进⾏短路表笔短接后未将表笔从测试端移开（万⽤表相当于⼀个⼏兆的负载）。
3. P+、P-间漏电，如焊盘之间存在带杂质的松⾹，带杂质的黄胶或P+、P-间电容被击穿,IC Vdd 到Vss间被击穿.（阻值只有⼏K到⼏百K）.
4. 如果以上都没问题，可能IC被击穿，可测试IC各管脚之间阻值。
四、内阻⼤：
1. 由于MOS内阻相对⽐较稳定，出现内阻⼤情况，⾸先怀疑的应该是FUSE或PTC这些内阻相对⽐较容易发⽣变化的元器件。
2. 如果FUSE或PTC阻值正常，则视保护板结构检测P+、P-焊盘与元器件⾯之间的过孔阻值，可能过孔出现微断现象，阻值较⼤。
3. 如果以上多没有问题，就要怀疑MOS是否出现异常：⾸先确定焊接有没有问题；其次看板的厚度（
是否容易弯折），因为弯折时可能导致管脚焊接处异常；再将MOS管放到显微镜下观测是否破裂；最后⽤万⽤表测试MOS管脚阻值，看是否被击穿。
五、 ID异常：
1. ID电阻本⾝由于虚焊、断裂或因电阻材质不过关⽽出现异常：可重新焊接电阻两端，若重焊后ID正常则是电阻虚焊，若断裂则电阻会在重焊后从中裂开。
2. ID过孔不导通：可⽤万⽤表测试过孔两端。
3. 内部线路出现问题：可刮开阻焊漆看内部电路有⽆断开、短路现象。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议