保护板知识讲解

1、惠州佳保电子有限公司惠州佳保电子有限公司惠州佳保电子有限公司惠州佳保电子有限公司精益求精 最求卓越 保护板主要是对电芯进行保护。由于锂离子电池本身的材料不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，锂电池这些特性决定了使用保护电路的必要性，保护电路功能的载体组成-保护板。 主要功能有： 1）过充保护功能： 过充保护功能是指电芯在达到过充电检测电压时，禁止由充电器继续充电。即，控制过充电的MOS管进入关断状态，停止充电。 2）过放保护功能： 过放电保护功能是在电池电压变低达到过放电检测电压时，停止对负载放电。将控制过放的MOS管进入关断状态，禁止其放电。该过程正好与过充电检测时的动作相反。 3）过

2、流保护功能： 过电流保护功能是电芯在大电流放电时系统停止对负载放电。将控制放电的MOS管进入关断状态,停止其继续放电。此功能目的在于保护电芯及MOS管，确保电池在工作状态下的安全性。过电流检测之后，电池与负载脱离后将恢复到常态，可以再充电或放电。 4）短路保护功能： 短路保护原理同3），类同大电流放电。保护板电芯PTC 保护板是由电子电路组成，在-40至+85的环境下准确的监视电芯的电压和充放电电流值，及时控制电路的通断. 保护板元件通常包括电源管理IC、MOS及周围的电阻、电容器件,或可能附加有NTC、ID存储器及FUSE、PTC保护器件等。 1）保护IC：属于主动元件，是保护电路的核心。通

3、过取样电池电压进行判断，在一切正常的情况下控制MOS开关导通，使电芯与外电路沟通，而当电芯电压或回路电流超过规定值时，它立刻（数十毫秒）控制MOS开关关断，保护电芯的安全。 选用时要考虑元件封装、过充电检测电压、过放电检测电压、放电过流检测电压、自耗电、耐压及ESD要求。 2）MOS管：属于被动元件，在保护电路中主要起开关作用。 元件选用时要考虑其封装、导通内阻、耐电压、耐电流及ESD。 3）NTC:是Negative temperature coefficient的缩写，意即负温度系数，在环境温度升高时，其阻值降低，使用电设备或充电设备及时反应、控制内部中断而停止充放电。 4）ID:是Ide

4、ntification 的缩写，即身份识别，它分为两种：一是存储器，常为单线接口存储器，存储电池种类、生产日期等信息；二是识别电阻，即普通电阻元件。 5）FUSE:俗称保险丝，在电路中起二次保护作用。是电池组件产品里一个非常重要的部件，防止电池不安全大电流发生，保护后不可恢复，对电池的安全担负着重要的作用。 6) PTC: 是英文Positive Temperature Coefficient的缩写，意思是正温度系数。PTC可以防止电池高温放电和不安全的大电流的发生。根据电池的电压、电流密度特性和应用环境，对PTC有专门的要求。MOS管电阻PCB保护IC电容1、导通电阻值：定义：当充电（放电）

5、电流为500mA时，MOS管导通下的保护板阻抗。 由于通讯设备的工作频率较高，数据传输要求误码率低，其脉冲串的上升及下降沿陡，故对电池的电流输出能力和电压稳定度要求高，因此保护板的MOS管开关导通时电阻要小，单节电芯保护板通常在80m。2、自耗电流值： 定义：IC工作电压为3.6V，空载状态下，流经保护IC的工 作电流，一般极小. 保护板的自耗电是直接影响电池的待机时间的一个因素，通常规定保护板的自耗电流小于20微安.3、电流能力： 保护板作为锂电芯的安全保护器件,既要在设备的正常工作电流范围内,能可靠工作,又要在当电池被意外短路或过流时能迅速动作,使电芯得到保护.5、机械性能、温度适应能力、

6、抗静电能力： 保护板必须能通过规定的震动,冲击试验;保护板在-40到85度能安全工作,能经受12KV的非接触ESD静电测试.IC过放控制过充控制+-充电FUSE电芯MOS管如图中，IC由电芯供电，电压在1.5v10v均能保证可靠工作。 当电池被充电使电压超过设定值VC(即过充电检测电压)后，IC通过控制使Cout管脚变为低电平，充电MOS截止，充电停止；当电池电压回落至VCR(过充电恢复电压)时，Cout管脚转变为高电平，充电MOS导通充电继续。 下图通过对电芯充电过程模拟解释过充保护状态：1、过充保护IC电量过放控制过充控制+-充电IC电量过放控制过充控制+-充电IC电量过放控制过充控制+-

7、充电IC电量过放控制过充控制+-充电IC电量过放控制过充控制+-充电恢复电压充电检测电压充电检测电压 当电池电压因放电而降低至设定值VD（过放电检测电压）时， IC在内部固定的短时间延时后通过控制使Dout管脚变为低电平，放电MOS截止，放电停止。 下图通过对电芯放电过程模拟解释过放保护状态：2、过放保护电量过放控制过充控制-IC+放电LOAD电量过放控制过充控制-IC+放电LOAD电量放电IC+LOAD电量-放电IC+LOAD电压-放电过放电检测电压IC+LOAD 当电路放电电流超过设定值或输出被短路时，过流、短路检测电路动作，使MOS管关断，电流截止，停止对负载电路放电。 下图通过对输出超载过程模拟解释其保护状态：3、过流、