鋰電池保護板組成,工作原理,原理圖分享-KIA MOS管

鋰電池保護板的組成

保護板通常包括控制IC、MOS開關及輔助器件NTC、ID、存儲器等。其中控制IC，在一切正常的情況下控制MOS開關導通，使電芯與外電路溝通，而當電芯電壓或回路電流超過規定值時，它立刻控制MOS開關關斷，保護電芯的安全。

常見的鋰電池保護板電路圖

如圖所示，一般的鋰電池保護板由控制IC、MOS管、電阻電容、保險絲FUSE等組成。

TH為溫度檢測，內部是一個10K NTC接到電池負極；ID是電池在位檢測，一般是47K/10K電阻接到電阻負極，有的是0R電阻；TH和ID均是選配，并不是所有鋰電池都有的。

鋰電池保護板工作原理

一般鋰離子電池內部會有一個小的PCB板，和電池封裝在一起，主要作用就是用來保護電池。

這個電路板根據組成電路不同，一般會有過放保護、過充保護、過流保護、短路保護以及控制IC失效之后的FUSE保護這幾種。

過充保護

電池充電時，電流（方向如箭頭所示）從電池包的正極流入，經過FUSE后從負極流出，最下方的兩個MOS管均是導通狀態。

充電時，控制IC X1會時刻監測第5腳VDD和第6腳VSS之間的電壓，當這個電壓大于等于過充截止電壓且滿足過充電壓的延時時間時，X1會通過控制第3腳來關閉MOS管Q2，Q2被關閉之后，充電回路被切斷（Q2的體二極管D2也是反向截止的），這個時候，電池只能放電。

過充保護解除條件（滿足其一即可）：

1，電芯兩端的電壓下降到保護IC的過充恢復電壓。

2，在電池包得輸出端加負載放電，放電到電壓小于過充保護電壓。

過放保護

在電池包兩端加負載放電時，電流（方向如箭頭所示）與充電是相反的，如下圖所示。

放電時，控制IC X1同樣會時刻監測第5腳VDD和第6腳VSS之間的電壓，當這個電壓小于等于過放截止電壓且達到過放電壓的延時時間，控制IC X1會通過第1腳關閉Q1，Q1被關閉之后，放電回路被切斷（Q1的體二極管D1是反向截止），這個時候，電池只能充電。

過放保護解除條件：拿掉負載，給電池包充電，當VM-VDD之間的電壓達到過放恢復電壓值時，控制IC X1會重新打開MOS管Q1。

過流保護/短路保護

過流保護指的是過放電流的保護，一般的控制IC有過流保護和短路保護兩種，控制IC時刻監測VSS-VM之間的電壓值，當電壓值達到過流保護或者短路保護的閾值且滿足延時時間，控制IC會將MOS管Q1關閉，切斷放電回路。

過電流保護解除的條件是：將輸出端負載拿掉，控制IC會自動將Q1重新打開。

過流保護的電壓值一般是0.1~0.2V，短路保護檢測的電壓值一般是0.9V~2V，這兩個值都與控制IC有關系，不同的IC，這兩個值不一樣。

短路保護電壓值指的是電流流經Q1和Q2上的導通壓降，即可以得出，如果MOS管的導通內阻越大，保護電流值就越小。如：內阻為20mΩ的MOS管，選用的過電流值為0.15V的控制IC，那過流保護的電流應為：0.15V/（0.02*2）=3.75A。

控制IC失效之后的FUSE保護

有的保護板里面會加上保險絲，在控制IC失效之后，起到一個二級保護作用，避免更壞的結果，當然也會增加成本。

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