鋰電池組保護(hù)芯片工作原理和主要元器件

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-04-30 10:04  瀏覽量：次

　　鋰電池組保護(hù)芯片工作原理和主要元器件。鋰電池組保護(hù)板原理非常簡(jiǎn)單，電子元器件也是沒(méi)幾個(gè)，鋰電池保護(hù)板主要由維護(hù)IC和MOS管構(gòu)成，是用來(lái)保護(hù)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(zhǎng)、無(wú)回憶效應(yīng)等被人們廣泛運(yùn)用。

　　鋰電池組保護(hù)芯片工作原理

　　鋰電池PACK設(shè)計(jì)過(guò)程中一定會(huì)用到鋰電池保護(hù)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(hù)十分重要，這些必須要要知道保護(hù)芯片工作原理，只有了解這些基本的保護(hù)芯片工作原理，才能更好的設(shè)計(jì)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(hù)芯片工作原理中的主要元器件的介紹：IC：它是保護(hù)芯片的核心，首先取樣電池電壓，然后通過(guò)判斷發(fā)出各種指令。MOS管：它主要起開(kāi)關(guān)作用

　　2、保護(hù)芯片正常工作：保護(hù)芯片上MOS管剛開(kāi)始可能處于關(guān)斷狀態(tài)，電池接上保護(hù)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(hù)芯片過(guò)充保護(hù)：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(kāi)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(shí)MOS1被D1短路），IC通過(guò)電容來(lái)取樣電池電壓的值，當(dāng)電池電壓達(dá)到4.25v時(shí)，IC發(fā)出指令，使引腳CO為低電平，這時(shí)電流從電源正極出發(fā)，流經(jīng)電池、D1、到達(dá)MOS2時(shí)由于MOS2的柵極與CO相連也為低電平，MOS2關(guān)斷，整個(gè)回路被關(guān)斷，電路起到保護(hù)作用。

　　4、保護(hù)芯片過(guò)放保護(hù)：在P+與P-上接上一合適的負(fù)載后，鋰電池組開(kāi)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(shí)MOS2被D2短路）；當(dāng)電池放電到2.5v時(shí)IC采樣并發(fā)出指令，讓MOS1截止，回路斷開(kāi)，電池被保護(hù)了。

　　5、過(guò)流保護(hù)：在P+與P-上接上一合適的負(fù)載后，電池開(kāi)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(shí)MOS2被D2短路）；當(dāng)負(fù)載突然減小，IC通過(guò)VM引腳采樣到突然增大電流而產(chǎn)生的電壓這時(shí)IC采樣并發(fā)出指令，讓MOS1截止，回路斷開(kāi)，電池被保護(hù)了。

　　6、短路保護(hù)：在P+與P-上接上空負(fù)載后，鋰電池組開(kāi)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(shí)MOS2被D2短路）；IC通過(guò)VM引腳采樣到突然增大電流而產(chǎn)生的電壓這時(shí)IC采樣并發(fā)出指令，讓MOS1截止，回路斷開(kāi)，電池被保護(hù)了。

　　鋰電池組保護(hù)芯片主要元器件

　　鋰電池組的保護(hù)功能通常由保護(hù)電路板和PTC協(xié)同完成，保護(hù)板由電子元件組成，在－40℃～＋85℃的環(huán)境下時(shí)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(shí)控制電流回路的通斷；PTC的主要作用是在高溫環(huán)境下進(jìn)行保護(hù)，防止電池發(fā)生燃燒、爆炸等惡性事故。

　　一、過(guò)流保護(hù)器PTC

　　1、PTC元器件支持電池組過(guò)大電流保護(hù)，該器件會(huì)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(shí)，阻值發(fā)生突變（變大），從而使電流變到mA級(jí)，待溫度下降，又會(huì)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(chēng)為過(guò)流保護(hù)器，成本相對(duì)較高。

　　3、PTC（Polyswitch高分子聚合物開(kāi)關(guān)），又名過(guò)流保護(hù)器，主要用于小功率電子設(shè)備的短路及過(guò)載保護(hù)。

　　二、熱敏開(kāi)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(guò)高或電流過(guò)達(dá)可使該開(kāi)關(guān)內(nèi)雙金屬片溫度達(dá)到開(kāi)關(guān)的額定值，金屬片跳脫，起到保護(hù)電池及用電器的作用，在鋰電池電路保護(hù)應(yīng)用中經(jīng)常可以見(jiàn)到。

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

　　三、保險(xiǎn)絲FUSE

　　1、當(dāng)電路中電流超過(guò)額定值或電池的溫度商升到一定值時(shí)，F(xiàn)USE保險(xiǎn)絲熔斷使電路斷開(kāi)來(lái)保護(hù)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(xiǎn)絲熔斷后無(wú)法恢復(fù)，需要及時(shí)更換，相對(duì)比較麻煩，不過(guò)現(xiàn)在市場(chǎng)上已出現(xiàn)可自恢復(fù)的FUSE保險(xiǎn)絲了。

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