电池保护板原理详解

电池电路保护板详解
1.锂电池电路保护板典型电路
2.保护板的核心器件:U1 和 U2A/U2B。U1是保护IC,它由精确的比较器来获得可靠的保护参数。U2A和U2B是MOS管,串在主充放电回路,担当高速开关,执行保护动作。
3.B1的正负极接电芯的正负极;P+,P-分别接电池输出接口的正负极。
4.R3是NTC电阻,配合用电器件的MCU产生保护动作(检测电池温度)。R4是固定阻值电阻,做电池识别。
5.放电路径:B1+  -----  P+  ------  P-    ------B1-
6.充电路径:P+ -------  B1+  ------ B1- ------  P-
7.DO是放电保护执行端,CO 是充电保护执行端。
8.充电保护:当电池被充电,电压超过设定值VC(4.25V-
4.35V,具体过充保护电压取决于保护IC)时,CO变为低电平,U2B截止(箭头向内是N-MOS,VG大于VS导通),充电截止。当电池电压回落到VCR(3.8V-4V,具体由IC决定),CO变为高电平,U2B导通,充电继续。VCR必须小于VC一个定值,
以防止频繁跳变。
9.过充保护的时候,即电池充满电的时候,U2B MOS截止了,
手机是不是就关机了呢?答案是肯定没有,不然的话手机开机
插着充电器充电,充满电就会自动关机了。
现在的MOS管生产工艺决定了,生产的时候都会形成一个寄生二极管(也叫体二极管,不用担心体二极管的耐流值,电池厂
都替你考虑了,放电是没问题的)MOS管标准的画法如上图。
充电保护的时候,B-到P-处于断开状态,停止充电。但U2B的
体二极管的方向与放电回路的电流方向相同,所以仍可对外负
载放电。当电芯两端电压低于4.3V时,U2B将退出充电保护状态,U2B重新导通,即B-与P-又重新接上,电芯又能进行正常
的充放电。
10.过放保护:当电池因放电而降低至设定值VD(2.3-2.5V),DO变为低电平,U2A截止,放电停止。P-到B-处于断开状态。当电池置于充电时,B-与P-通过U2A的体二极管接通,恢复到
一定电压后,D0重新置高,U2A重新导通。
11.开关管导通时,N-MOS的D.S间内阻很小(数十毫欧级),相当于开关闭合。开关截止时,D.S间导通内阻很大(几兆欧级),相当于开关断开,开关的响应时间15-30mS.
12.电路中的F1是一个FUSE,防止不安全大电流和高温放电的
发生,有自恢复功能。
13.激活保护板的方法:此时B+,B-有电压,P+,P-没有输出,
要将B-与P-短接,VDD变为高电平,DO和CO变为高电平
(U2A与U2B都是N-MOS,VG大于VS导通),两个MOS都
导通,电池激活。
Patrick Hsueh
2018-10-29
深圳

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