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鋰電池保�(hù)�
閱讀�31667�(shí)間:2010-12-23 14:21:28

  �電池保護(hù)�是用來保�(hù)鋰電�電芯安全的器�,鋰電池具有放電電流大、內(nèi)阻低、壽命長、無記憶效應(yīng)等被人們廣泛使��鋰離子電�在使用中�(yán)禁過充電、過放電、短路,否則將會使電池起�、爆炸等致命缺點(diǎn),所�,在使用可充鋰電池都會帶有一塊保�(hù)板來保護(hù)電芯的安全�

主要參數(shù)

  鋰電池保�(hù)板主要由保護(hù)IC和MOS管構(gòu)�

 ?�?)保�(hù)IC主要參數(shù)

  1) 封裝

  2) 過充電壓

  3) 過充釋放電壓

  4) 過放電壓

  5) 過放釋放電壓

  6) 耐壓

  (2) MOSFET主要參數(shù)

  1) N溝、P�

  2) �(nèi)�

  3) 封裝(TSSOP8 <簡稱薄片> 、SOP8<簡稱厚片>、SOT23-6等)

  4) 耐電�

  5) 耐電�

  6) �(nèi)部是否連�

工作原理

  鋰電池保�(hù)板根�(jù)使用IC,電壓等不同而電路及參數(shù)有所不同,保護(hù)板有兩�(gè)核心部件:一塊保�(hù)IC,它是由精確的比較器來獲得可靠的保護(hù)參數(shù);另外是MOSFET串在主充放電回路中擔(dān)�(dāng)高速開�(guān),執(zhí)行保�(hù)動作。下面以DW01 配MOS�8205A�(jìn)行講�:

  激活保�(hù)板的方法:當(dāng)保護(hù)板P+、P-沒有輸出處于保護(hù)狀�(tài),可以短路B-、P-來激活保�(hù)�,這時(shí),Dout、Cout均會處于低電平(保護(hù)IC此兩端口是高電平保護(hù),低電平常態(tài))狀�(tài)打開兩�(gè)MOS開關(guān)�

  1.鋰電池保�(hù)板其正常工作過程�:

  �(dāng)電芯電壓�2.5V�4.3V之間�(shí),DW01 的第1腳、第3腳均輸出高電�(等于供電電壓),第二腳電壓�0V。此�(shí)DW01 的第1� 、第3腳電壓將分別加到8205A的第5�4��8205A�(nèi)的兩�(gè)電子開關(guān)因其G極接到來自DW01 的電�,故均處于導(dǎo)通狀�(tài),即兩�(gè)電子開關(guān)均處于開狀�(tài)。此�(shí)電芯的負(fù)極與保護(hù)板的P-端相�(dāng)于直接連通,保護(hù)板有電壓輸出�

  2.保護(hù)板過放電保護(hù)控制原理:

  �(dāng)電芯通過外接的負(fù)載�(jìn)行放電時(shí),電芯的電壓將慢慢降低,同時(shí)DW01 �(nèi)部將通過R1電阻�(shí)�(shí)�(jiān)測電芯電�,�(dāng)電芯電壓下降到約2.3V�(shí)DW01 將認(rèn)為電芯電壓已處于過放電電壓狀�(tài),便立即斷開�1腳的輸出電壓,使�1腳電壓變?yōu)?V�8205A�(nèi)的開�(guān)管因�5腳無電壓而關(guān)閉。此�(shí)電芯的B-與保�(hù)板的P-之間處于斷開狀�(tài)。即電芯的放電回路被切斷,電芯將停止放電。保�(hù)板處于過放電狀�(tài)并一直保�。等到保�(hù)板的P 與P-間接上充電電壓后,DW01 �(jīng)B-檢測到充電電壓后便立即停止過放電狀�(tài),重新在�1腳輸出高電壓,使8205A�(nèi)的過放電控制管導(dǎo)通,即電芯的B-與保�(hù)板的P-又重新接�,電芯經(jīng)充電器直接充��

  3.保護(hù)板過充電保護(hù)控制原理:

  �(dāng)電池通過充電器正常充電時(shí),隨著充電�(shí)間的增加,電芯的電壓將越來越高,當(dāng)電芯電壓升高�4.4V�(shí),DW01 將認(rèn)為電芯電壓已處于過充電電壓狀�(tài),便立即斷開�3腳的輸出電壓,使�3腳電壓變?yōu)?V�8205A�(nèi)的開�(guān)管因�4腳無電壓而關(guān)�。此�(shí)電芯的B-與保�(hù)板的P-之間處于斷開狀�(tài)。即電芯的充電回路被切斷,電芯將停止充電。保�(hù)板處于過充電狀�(tài)并一直保�。等到保�(hù)板的P 與P-間接上放電負(fù)載后,因此時(shí)雖然過充電控制開�(guān)管關(guān)�,但其�(nèi)部的二極管正方向與放電回路的方向相同,故放電回路可以�(jìn)行放�,�(dāng)電芯的電壓被放到低于4.3V�(shí),DW01 停止過充電保�(hù)狀�(tài)重新在第3腳輸出高電壓,使8205A�(nèi)的過充電控制管導(dǎo)�,即電芯的B-與保�(hù)板P-又重新接�,電芯又能�(jìn)行正常的充放�.

  4.保護(hù)板短路保�(hù)控制原理:

  在保�(hù)板對外放電的過程中,8205A�(nèi)的兩�(gè)電子開關(guān)并不完全等效于兩�(gè)�(jī)械開�(guān),而是等效于兩�(gè)電阻很小的電�,并稱為8205A的導(dǎo)通內(nèi)�� 每�(gè)開關(guān)的導(dǎo)通內(nèi)阻約�30m\U 03a9共約�60m\U 03a9,加在G極上的電壓實(shí)際上是直接控制每�(gè)開關(guān)管的�(dǎo)通電阻的大小�(dāng)G極電壓大�1V�(shí),開�(guān)管的�(dǎo)通內(nèi)阻很�(幾十毫歐),相�(dāng)于開�(guān)閉合,當(dāng)G極電壓小�0.7V以下�(shí),開�(guān)管的�(dǎo)通內(nèi)阻很�(幾MΩ),相�(dāng)于開�(guān)斷開。電壓UA就是8205A的導(dǎo)通內(nèi)阻與放電電流�(chǎn)生的電壓,負(fù)載電流增大則UA必然增大,因UA0.006L×IUA又稱�8205A的管壓降,UA可以簡接表明放電電流的大�。上升到0.2V�(shí)便認(rèn)為負(fù)載電流到�(dá)了極限�,于是停止第1腳的輸出電壓,使�1腳電壓變?yōu)?V�8205A�(nèi)的放電控制管�(guān)�,切斷電芯的放電回路,將�(guān)斷放電控制管。換言之DW01 允許輸出的電流是3.3A,實(shí)�(xiàn)了過電流保護(hù)�

  5. 短路保護(hù)控制過程:

  短路保護(hù)是過電流保護(hù)的一種極限形�,其控制過程及原理與過電流保�(hù)一�,短路只是在相當(dāng)于在P  P-間加上一�(gè)阻值小的電�(約為0Ω)使保�(hù)板的�(fù)載電流瞬�(shí)�(dá)�10A以上,保�(hù)板立即�(jìn)行過電流保護(hù)�

技�(shù)指標(biāo)

  1、電壓保�(hù)能力

  過充電保�(hù):保�(hù)板必須具有預(yù)防電芯電壓超過預(yù)�(shè)值的能力過放電保�(hù):保�(hù)板必須具有預(yù)防電芯電壓底于預(yù)�(shè)值的能力

  2.電流能力(過流保護(hù)電流,短路保�(hù)�

  保護(hù)板作為鋰電芯的安全保�(hù)器件,既要在設(shè)備的正常工作電流范圍�(nèi),能可靠工�,又要在當(dāng)電池被意外短路或過流�(shí)能迅速動�,使電芯得到保�(hù).

  3、導(dǎo)通電阻:

  定義:當(dāng)充電電流�500mA�(shí),MOS管的�(dǎo)通阻��

  由于通訊�(shè)備的工作頻率較高,數(shù)�(jù)傳輸要求誤碼率低,其脈沖串的上升及下降沿�,故對電池的電流輸出能力和電壓穩(wěn)定度要求高,因此保護(hù)板的MOS管開�(guān)�(dǎo)通時(shí)電阻要小,單節(jié)電芯保護(hù)板通常�<70mΩ ,如太大會導(dǎo)致通訊�(shè)備工作不正常,如手機(jī)在通話�(shí)突然斷線、電話接不�、噪聲等�(xiàn)��

  4、自耗電�

  定義:IC工作電壓�3.6V,空載狀�(tài)下,流經(jīng)保護(hù)IC的工作電流,一般極�.

  保護(hù)板的自耗電流直接影響電池的待機(jī)�(shí)�,通常�(guī)定保�(hù)板的自耗電流小�10微安.

  5、機(jī)械性能、溫度適�(yīng)能力、抗靜電能力

  保護(hù)板必須能通過國標(biāo)�(guī)定的震動,沖擊試驗(yàn);保護(hù)板在- 40�85度能安全工作,能經(jīng)受�15KV的非接觸ESD靜電測試.

�(yīng)�

  鋰電池保�(hù)板廣泛應(yīng)用于手機(jī)、對講機(jī)、便攜式DVD、礦�、電動玩�、MP3/4電動工具、數(shù)碼相�(jī)攝像�(jī)、筆記本電腦、軍用戰(zhàn)�(shù)燈、測繪儀器電動自行車、電動滑板車、航模、機(jī)器人、吸塵器、各種野外勘探作�(yè)�(shè)��

主要廠商

  保護(hù)IC的生�(chǎn)�

  1)精工:日本

  S8261<單節(jié)>,S8232<雙節(jié)>���

  2)理光:日本

  R5400、R5402、R5421、R5426 ���

  3)美之美:日�

  MM3077<單節(jié)>,MM1414<3/4節(jié)>�。�

  4)富晶:臺灣

  單節(jié):DW01+,DW01-,F(xiàn)S312F,F(xiàn)S326系列�

  雙節(jié):FS3332

  5)新德:臺灣 CS213 (單節(jié)�

  6)中星微:北� VM7021 (單節(jié)�

  7)士蘭:杭州 SC451(單節(jié)�

  MOSFET的生�(chǎn)�

  1)捷拓(臺灣):GE8205A,GE9926�5NF20V。��

  2)ANPEC茂達(dá)(臺灣)�

  APM9926,SM9926C,SM9988,APM9435,APM4435,APM2506 APM4953,APM9926,APM4410,APM2301,APM7313,APM3055,APM2014,APM2054,APM2509,APM9410���

  3)FAIRCHILD(仙童):FDS9926,FDW9926

  4)CET(臺灣華瑞):CEM9926, CEM8205,CES2301,CES2312,CES2321, CEM9435,CEM4953,CEM8958。�

  5)ST(意法)�5NF20V

  6)SANYO(日本三洋):FTD2017、FTD2011A、ECH8601��。�

  7)AOS(美國)AO8822、AO8810、AO8816、AO4805、AO4953、AO9953、AO4801H���

  8)三合微(臺灣):STG8203、STG8204、STG8205、STG2301���

  9)南海(臺灣):SSS8205,SSS9926,SSS5NF20V���

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