鋰電池組保護芯片工作原理和主要元器件

來源：存能電氣  日期：2019-04-30 10:04  瀏覽量：次

　　鋰電池組保護芯片工作原理和主要元器件。鋰電池組保護板原理非常簡單，電子元器件也是沒幾個，鋰電池保護板主要由維護IC和MOS管構(gòu)成，是用來保護鋰電池電芯安全的器材。鋰電池具有放電電流大、內(nèi)阻低、壽數(shù)長、無回憶效應(yīng)等被人們廣泛運用。

　　鋰電池組保護芯片工作原理

　　鋰電池PACK設(shè)計過程中一定會用到鋰電池保護板或者相應(yīng)的BMS，甚至于各種通信協(xié)議，但是鋰電池保護十分重要，這些必須要要知道保護芯片工作原理，只有了解這些基本的保護芯片工作原理，才能更好的設(shè)計鋰電池組，甚至可以協(xié)助品質(zhì)部分一起分析異常電池或電路。

　　1、保護芯片工作原理中的主要元器件的介紹：IC：它是保護芯片的核心，首先取樣電池電壓，然后通過判斷發(fā)出各種指令。MOS管：它主要起開關(guān)作用

　　2、保護芯片正常工作：保護芯片上MOS管剛開始可能處于關(guān)斷狀態(tài)，電池接上保護芯片后，必須先觸發(fā)MOS管，P+與P-端才有輸出電壓，觸發(fā)常用方法——用一導(dǎo)線把B-與P-短接。

　　3、保護芯片過充保護：在P+與P-上接上一高于電池電壓的電源，電源的正極接B+、電源的負(fù)極接B-，接好電源后，電池開始充電，電流方向如圖所示的I1的流向電流從電源正極出發(fā)，流經(jīng)電池、D1、MOS2到電源負(fù)極（這時MOS1被D1短路），IC通過電容來取樣電池電壓的值，當(dāng)電池電壓達到4.25v時，IC發(fā)出指令，使引腳CO為低電平，這時電流從電源正極出發(fā)，流經(jīng)電池、D1、到達MOS2時由于MOS2的柵極與CO相連也為低電平，MOS2關(guān)斷，整個回路被關(guān)斷，電路起到保護作用。

　　4、保護芯片過放保護：在P+與P-上接上一合適的負(fù)載后，鋰電池組開始放電其電流方向如I2，電流從電池的正極經(jīng)負(fù)載、D2、MOS1到電池的負(fù)極，（這時MOS2被D2短路）；當(dāng)電池放電到2.5v時IC采樣并發(fā)出指令，讓MOS1截止，回路斷開，電池被保護了。

　　5、過流保護：在P+與P-上接上一合適的負(fù)載后，電池開始放電其電流方向如I2，電流從電池的正極經(jīng)負(fù)載、D2、MOS1到電池的負(fù)極，（這時MOS2被D2短路）；當(dāng)負(fù)載突然減小，IC通過VM引腳采樣到突然增大電流而產(chǎn)生的電壓這時IC采樣并發(fā)出指令，讓MOS1截止，回路斷開，電池被保護了。

　　6、短路保護：在P+與P-上接上空負(fù)載后，鋰電池組開始放電其電流方向如I2，電流從電池的正極經(jīng)負(fù)載、D2、MOS1到電池的負(fù)極，（這時MOS2被D2短路）；IC通過VM引腳采樣到突然增大電流而產(chǎn)生的電壓這時IC采樣并發(fā)出指令，讓MOS1截止，回路斷開，電池被保護了。

　　鋰電池組保護芯片主要元器件

　　鋰電池組的保護功能通常由保護電路板和PTC協(xié)同完成，保護板由電子元件組成，在－40℃～＋85℃的環(huán)境下時刻準(zhǔn)確地監(jiān)視電芯的電壓和充放電回路的電流，并及時控制電流回路的通斷；PTC的主要作用是在高溫環(huán)境下進行保護，防止電池發(fā)生燃燒、爆炸等惡性事故。

　　一、過流保護器PTC

　　1、PTC元器件支持電池組過大電流保護，該器件會隨溫度升高，電阻線性變大，當(dāng)電流或溫度升高到某一定值時，阻值發(fā)生突變（變大），從而使電流變到mA級，待溫度下降，又會回復(fù)正常，可作為電池連接片串入電池組中。

　　2、PTC在鋰電池組電子線路常被稱為過流保護器，成本相對較高。

　　3、PTC（Polyswitch高分子聚合物開關(guān)），又名過流保護器，主要用于小功率電子設(shè)備的短路及過載保護。

　　二、熱敏開關(guān)NTC

　　1、該NTC元器件能迅速感應(yīng)電路中電流及溫度變化溫度過高或電流過達可使該開關(guān)內(nèi)雙金屬片溫度達到開關(guān)的額定值，金屬片跳脫，起到保護電池及用電器的作用，在鋰電池電路保護應(yīng)用中經(jīng)?？梢砸姷?。

　　2、熱敏開關(guān)NTC金屬片跳脫后可能不復(fù)位，導(dǎo)致電池組電壓無法工作。

　　三、保險絲FUSE

　　1、當(dāng)電路中電流超過額定值或電池的溫度商升到一定值時，F(xiàn)USE保險絲熔斷使電路斷開來保護電池組和用電器免遭破壞；

　　2、FUSE能感應(yīng)電路電流及溫度，保險絲熔斷后無法恢復(fù)，需要及時更換，相對比較麻煩，不過現(xiàn)在市場上已出現(xiàn)可自恢復(fù)的FUSE保險絲了。

　　以上就是鋰電池組保護芯片工作原理和主要元器件介紹，為了防止鋰電池組在過充電、過放電、過電流等異常狀態(tài)影響電池壽命,通常要通過鋰電池保護裝置來防止異常狀態(tài)對電池的損壞。