保护板培训教材

保护板培训教材

主要内容：一、保护板原理解说二、保护板主要性能检测方法三、保护板测量手法四、不良案例分析

一、保护板原理解说：

1）过充保护2）过放保护3）过流保护4）短路保护1、实现功能：

1）过充保护功能实现的原理：①IC工作电压为2~5V或2~8V，均可保证可靠工作，即Vss与

VDD间的电压；IC内部有一个比较器（见下图）

VDD

VDD拾取一个取样电压

VSS

基准电压②当取样电压大于设定值VC(4.3±0.05V）时，比较器发生翻转，使Cout变为低电平，关闭MOS管CO控制开关，当电压小于基准电压时，使Cout变为高电平，开启MOS管CO控制开关，保护板正常工作。①IC内部有一个比较器VD2（图同上图）；②当取样电压小于设定值VD

（2.3±0.05V）时，比较器发生翻转，以短时间延时后，使Dout变为低电平，关闭

MOS管DO控制开关，放电停止，当电池被置于充电时，

比较器再次发生翻转，使Dout变为高电平，开启MOS

管DO控制开关，保护板进入充电状态。

3）过流保护和短路保护功能实现的原理：

①当MOS管两端电压在0.2V左右时为过流①②当MOS管两端电压在0.4V左右时为过流②③当MOS管两端电压在0.9V左右时为短路③

2）过放保护功能实现的原理：2、元件作用保护板电气原理图：①IC：控制作用；保护板所有功能都是IC通过监视连接在

VDD-VSS间的电压差及VM-VSS间的电压差而控制MOS执行开

关动作来实现的。CO：过充控制端；VM：过流、短路保护电压检测端；通过检测VM端的电压实现

电路的过流、短路保护（U（VM）=I*R（MOSFET））。

DO：过放、过流、短路控制端；VSS：负电源输入端；VDD：正电源输入端；此款IC为5脚IC，应用于PAP04等保护板；IC脚辨认方法：IC正面字体对着自己，左边的第一脚为IC1脚，逆时针方向按

顺序数，为IC的1—5脚。此款IC为5脚IC，体积较小，应用于PAP11、PAP12等保护板；IC脚辨认方法：以IC面边缘的色条为起点，逆时针方向按顺序数，为IC的1—5脚。此款IC为6脚IC，应用于503759-006等保护板；IC脚辨认方法：以IC面边缘的色条为起点，逆时针方向按顺序数，为IC的1—5脚。②MOS：相当于一个开关。

此款MOS管应用于PAP11、PAP12等保护板；MOS管脚辨认方法：打点的第一脚为MOS管的1脚，以1脚为起点，逆时针方向按顺序数，为IC的1—5脚。此款MOS管应用于503759-006等保护板；MOS管脚辨认方法：打点的第一脚为MOS管的1脚，以1脚为起点，逆时针方向按顺序数，为IC的1—5脚。Pin5③R1：基准供电电阻；与IC内部电阻构成分压电路，控制内部过充、过放电压比较器的翻转电平；R1阻值常见的为330Ω、470Ω；我司采用的为贴片电阻；尺寸规格：0402、0603等；电阻上丝印的数字标识其阻值，如贴片电阻上数字标识473，即表示其阻值为47×103Ω即47KΩ。④R2：过流、短路检测电阻；一般阻值为1KΩ、2KΩ；

⑤R3：限流电阻；一般过流规格比较小的保护板都会使用R3

电阻；⑥C1、C2：防止电源异常交化（值为0.02uF以上，取0.1uF）；

⑦PTC：正温度系数热敏电阻；超过一定的温度(居里温度)时,

它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高.⑧NTC：负温度系数热敏电阻；在一定的测量功率下，电阻值

随温度的上升而下降。

⑨FUSE：保险丝；保险丝就会在电流异常升高到一定的高度

的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行

的作用。二、保护板主要性能检测方法：

用万用表欧姆档直接测量NTC电阻两端，或者测量负极导线与NTC导线之间，所测量的阻值为NTC阻值，再与《温度变化与NTC阻对照指导》对比。1.NTC测试：2.自耗电测试：

调节恒流源为3.7V/500mA；万用表设置为uA档，红表笔插入uA插孔，然后与恒流源串联，测量保护板B+、B-两端，万用表显示的数值为自耗电值，如下图所示：3.内阻测试：

方法一：如右图连接好电路，用内阻

测试仪测B-、P-间的阻值为R1，

再测B+、P+间的阻值为R2，

内阻测试仪本身内阻为R3，则

保护板的内阻为R1+R2-2R3。

方法二：如右图接好电路B+P+用万用

表分别测B+、P+间及B-、P-

间电压。所得电压值即为保护

板的内阻，因为电路中的电流

为1A，根据欧姆定律：R=U/I。

4V/1A恒流源

3.6V/1A电芯

4.短路保护测试：

电芯接到保护板B+、B-上，用万用表测量P+、P-输出电压，确定为正常电压后，瞬间短接P+、P-，再用万用表测量P+、P-输出电压（如下图所示），反复短接3-5次，此时万用表读数应与电芯电压一致，保护板应无冒烟、爆裂等现象。

红表笔

黑表笔

5.过充、过放、过流保护测试：

如下图所示接好电路，设置好锂易安参数，再按自动按钮，表笔连接好测试点后，按住红表笔上的按钮进行测试。此时锂易安测试仪的功能显示灯应逐次点亮，表示性能OK。按显示键检查测试数据：‘Chg’表示过充保护电压；‘Dis’表过放保护电压；‘Ocur’表示过流保护电流。

1、电压法：通过测量保护板各个测试点的电压来判定故障原因。

1）IC各脚电压测试方法：VDD供电脚：黑表笔连接电芯B-，红表笔连接VDD脚，2V-8V，可判定IC能可靠工作；CO控制脚：黑表笔连接电芯B-，红表笔连接CO脚，电压应与VDD脚的输入电压一致，若低于VDD脚电压，则判定为异常；DO控制脚：黑表笔连接电芯B-，红表笔连接DO脚，电压应与VDD脚的输入电压一致，若低于VDD脚电压，则判定为异常；VM过流检测脚：黑表笔连接电芯B-，红表笔连接VM脚，应为低电平，若为高电平，则说明IC已保护了。三、保护板测量手法：

2）MOS管各脚电压测试方法：CO控制脚：黑表笔连接电芯B-，红表笔连接CO脚，电压应与ICCO脚输出的电压一致；源极：红表笔连接电芯B+，黑表笔连接CO脚，电压应与CO脚的输入电压一致，若低于CO脚输入电压，则判定为异常；DO控制脚：黑表笔连接电芯B-，红表笔连接DO脚，电压应与ICDO脚输出的电压一致；源极：红表笔连接电芯B+，黑表笔连接DO脚，电压应与DO脚的输入电压一致，若低于DO脚输入电压，则判定为异常；

2、电阻法：测量之前，必须先断开保护板电源。1）测量B+、B-之间阻值应为兆欧级，出现千欧级或以下时，可判定C1电容不良或IC的VDD端至VSS端内部电路被击穿；2）测量P+、P-之间阻值应为兆欧级，出现千欧级或以下时，可判定C2电容不良或NTC端与正极短路；3）分别测量MOS管合并脚（一般为5、6、7、8脚）与其他四个功能脚之间阻值应为兆欧级，出现千欧级或以下时，可判定MOS管不良。四、不良案例分析：

分析步骤：1）首先用泰斯测试仪检测电池性能，确认不良现象；2）电池外观确认，必要时对电池整体外观、条码、日期喷码拍下图片；3）拆解外围胶纸，检查电芯凹槽和PCM外观（目视、显微镜、二次元、X-RAY）；4）用内阻仪测量电芯内阻、电压，确认电芯性能；5）将保护板拆离，外接3.80V电芯，对保护板进行分析，记录数据；注意事项：1）未确认电池不良现象之前，先勿拆解电池，破坏原始状态；2）用烙铁焊接保护板时，必须先将保护板的电源断开；3）拆下电芯后，将电芯摆放好，以免造成电芯短接。6）总结：以报告的形式描述整个分析过程。（包含数据、图片）

1、PAP12电池无显示：

分析过程描述：1）用泰斯测试仪检测电池性能，结果显示：无显示；2）用恒流源对电池充电激活，无效；3）拆解外围胶纸，目视检查电芯凹槽和PCM外观，无发现不良；4）用内阻仪测量电芯内阻为280毫欧，电压为3.83V，判定电芯为良品；5）将保护板拆离，连接3.80V电芯，用万用表测量IC供电脚（2脚）电压为0V，

IC不能正常工作；6）用万用表欧姆档测量B+至IC2脚之间的阻值为无穷大，正常的阻值为471欧姆（B+至IC2脚之间串联471欧姆的R1电阻），初步怀疑R1电阻问题；7）用显微镜观察R1电阻表面状况，发现电阻表面黑胶出现裂痕。见下图：R1电阻黑胶出现裂痕9）供应商对R1电阻进行切片解析，结论：电阻出现裂痕；如下图所示：8）用刀片刮去R1电阻位置上黑胶（漏出电阻焊点两端即可），用万用表欧姆档直接测量电阻两端阻值为无穷大，初步判定R1电阻不良。R1电阻出现裂痕结论：R1电阻出现裂痕，造成电阻阻值无穷大，电源无法对IC供电，导致

IC不能正常工作，电池无电压输出。

2、PAP11电池短路无自恢复：

分析过程描述：1）用万用表测量电池的输出电压为0V；2）用恒流源对电池充电激活，用万用表测量电池输出电压为3.5V，将P+、P-

两端瞬间短路，再测量电池输出电压为0V，判定电池短路无自恢复功能；3）拆解外围胶纸，目视检查电芯凹槽和PCM外观，无发现不良；4）用内阻仪测量电芯内阻为69毫欧，电压为3.5V，判定电芯电压低；5）将保护板拆离，用恒流源串联万用表检测保护板自耗电为2.6毫安，判定保护板自耗电大；6）用万用表欧姆档测量B+、B-之间的阻值为4.2kΩ，不正常，（正常阻值为

MΩ以上），测量C1电容（连接IC的VDD、VSS脚）两端阻值为3.9kΩ；7）根据电气原理图分析得出，若C1电容两端或IC的VDD脚与VSS脚之间阻值为

3.9kΩ，就相当在B+、B-之间连接3.9kΩ阻值+R1电阻，形成一4.2kΩ负载，电芯直接对此负载放电，（如下图），导致保护板自耗电大；8）将C1电容焊下，在测量B+、B-之间的阻值为4.2kΩ，判定IC的VDD脚与VSS

脚之间内部电路被击穿；

结论：IC被击穿，产生漏电，造成保护板自耗电大，导致电池短路无自恢复。3.9kΩ阻值+R1电阻，形成一4.2kΩ负载

3、PAP11电池