锂电池保护板工作原理

锂电池保护板工作原理锂电池保护板根据使用IC,电压等不一样而电路及参数有所不一样,下面以DW01配MOS管8205A进行讲解:锂电池保护板其正常工作过程为:当电芯电压在2.5V至4.3V之间时，DW01的第1脚、第3脚均输出高电平(等于供电电压)，第二脚电压为0V。此时DW01的第1脚、第3脚电压将分别加到8205A的第5、4脚，8205A内的两个电子开关因其G极接到来自DW01的电压，故均处在导通状态，即两个电子开关均处在开状态。此时电芯的负极与保护板的P-端相称于直接连通，保护板有电压输出。2.保护板过放电保护控制原理:当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢减少,同步DW01内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01将认为电芯电压已处在过放电电压状态，便立即断开第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V，8205A内的开关管因第5脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处在断开状态。即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。保护板处在过放电状态并一直保持。等到保护板的P与P-间接上充电电压后，DW01经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态，重新在第1脚输出高电压，使8205A内的过放电控制管导通，即电芯的B-与保护板的P-又重新接上，电芯经充电器直接充电。4.保护板过充电保护控制原理:当电池通过充电器正常充电时,伴随充电时间的增长,电芯的电压将越来越高，当电芯电压升高到4.4V时,DW01将认为电芯电压已处在过充电电压状态，便立即断开第3脚的输出电压，使第3脚电压变为0V，8205A内的开关管因第4脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处在断开状态。即电芯的充电回路被切断，电芯将停止充电。保护板处在过充电状态并一直保持。等到保护板的P与P-间接上放电负载后，因此时虽然过充电控制开关管关闭,但其内部的二极管正方向与放电回路的方向相似,故放电回路可以进行放电,当电芯的电压被放到低于4.3V时,DW01停止过充电保护状态重新在第3脚输出高电压，使8205A内的过充电控制管导通，即电芯的B-与保护板P-又重新接上，电芯又能进行正常的充放电.5.保护板短路保护控制原理:如图所示，在保护板对外放电的过程中，8205A内的两个电子开关并不完全等效于两个机械开关，而是等效于两个电阻很小的电阻，并称为8205A的导通内阻，每个开关的导通内阻约为30m\U03a9共约为60m\U03a9，加在G极上的电压实际上是直接控制每个开关管的导通电阻的大小当G极电压不小于1V时，开关管的导通内阻很小(几十毫欧)，相称于开关闭合，当G极电压不不小于0.7V如下时，开关管的导通内阻很大(几MΩ)，相称于开关断开。电压UA就是8205A的导通内阻与放电电流产生的电压，负载电流增大则UA必然增大,因UA0.006L×IUA又称为8205A的管压降，UA可以简接表明放电电流的大小。上升到0.2V时便认为负载电流抵达了极限值，于是停止第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V、8205A内的放电控制管关闭，切断电芯的放电回路，将关断放电控制管。换言之DW01容许输出的最大电流是3.3A，实现了过电流保护。6.短路保护控制过程:短路保护是过电流保护的一种极限形式，其控制过程及原理与过电流保护同样，短路只是在相称于在P

P-间加上一种阻值小的电阻(约为0Ω)使保护板的负载电流瞬时到达10A以上，保护板立即进行过电流保护。

锂电池充电电路原理及应用锂离子电池以其优良的特性，被广泛应用于:手机、摄录像机、笔记本电脑、无绳电话、电动工具、遥控或电动玩具、摄影机等便携式电子设备中。一、锂电池与镍镉、镍氢可充电池：锂离子电池的负极为石墨晶体，正极一般为二氧化锂。充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入石墨层中。放电时，锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极。因此，在该电池充放电过程中锂总是以锂离子形态出现，而不是以金属锂的形态出现。因而这种电池叫做锂离子电池，简称锂电池。锂电池具有：体积小、容量大、重量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多等长处，但价格较贵。镍镉电池因容量低，自放电严重，且对环境有污染，正逐渐被淘汰。镍氢电池具有较高的性能价格比，且不污染环境，但单体电压只有1.2V，因而在使用范围上受到限制。二、锂电池的特点：1、具有更高的重量能量比、体积能量比；2、电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压；3、自放电小可长时间寄存，这是该电池最突出的优越性；4、无记忆效应。锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，因此锂电池充电前无需放电；5、寿命长。正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远不小于500次；6、可以迅速充电。锂电池一般可以采用0.5～1倍容量的电流充电，使充电时间缩短至1～2小时；7、可以随意并联使用；8、由于电池中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是现代最先进的绿色电池；9、成本高。与其他可充电池相比，锂电池价格较贵。三、锂电池的内部构造：锂电池一般有两种外型：圆柱型和长方型。电池内部采用螺旋绕制构造，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由锂和二氧化钴构成的锂离子搜集极及由铝薄膜构成的电流搜集极。负极由片状碳材料构成的锂离子搜集极和铜薄膜构成的电流搜集极构成。电池内充有有机电解质溶液。此外还装有安全阀和PTC元件，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。单节锂电池的电压为3.6V，容量也不也许无限大，因此，常常将单节锂电池进行串、并联处理，以满足不一样场所的规定。四、锂电池的充放电规定；1、锂电池的充电：根据锂电池的构造特性，最高充电终止电压应为4.2V，不能过充，否则会因正极的锂离子拿走太多，而使电池报废。其充放电规定较高，可采用专用的恒流、恒压充电器进行充电。一般恒流充电至4.2V/节后转入恒压充电，当恒压充电电流降至100mA以内时，应停止充电。充电电流（mA）=0.1～1.5倍电池容量（如1350mAh的电池，其充电电流可控制在135～2025mA之间）。常规充电电流可选择在0.5倍电池容量左右，充电时间约为2～3小时。2、锂电池的放电：因锂电池的内部构造所致，放电时锂离子不能所有移向正极，必须保留一部分锂离子在负极，以保证在下次充电时锂离子可以畅通地嵌入通道。否则，电池寿命就对应缩短。为了保证石墨层中放电后留有部分锂离子，就要严格限制放电终止最低电压，也就是说锂电池不能过放电。放电终止电压一般为3.0V/节，最低不能低于2.5V/节。电池放电时间长短与电池容量、放电电流大小有关。电池放电时间（小时）=电池容量/放电电流。锂电池放电电流(mA)不应超过电池容量的3倍。（如1000mAH电池，则放电电流应严格控制在3A以内）否则会使电池损坏。目前市场上所售锂电池组内部均封有配套的充放电保护板。只要控制好外部的充放电电流即可。五、锂电池的保护电路：两节锂电池的充放电保护电路如图一所示。由两个场效应管和专用保护集成块S--8232构成，过充电控制管FET2和过放电控制管FET1串联于电路，由保护IC监视电池电压并进行控制，当电池电压上升至4.2V时，过充电保护管FET1截止，停止充电。为防止误动作，一般在外电路加有延时电容。当电池处在放电状态下，电池电压降至2.55V时，过放电控制管FET1截止，停止向负载供电。过电流保护是在当负载上有较大电流流过时，控制FET1使其截止，停止向负载放电，目的是为了保护电池和场效应管。过电流检测是运用场效应管的导通电阻作为检测电阻，监视它的电压降，当电压降超过设定值时就停止放电。在电路中一般还加有延时电路，以辨别浪涌电流和短路电流。该电路功能完善，性能可靠，但专业性强，且专用集成块不易购置，业余爱好者不易仿制。六、简易充电电路：目前有不少商家发售不带充电板的单节锂电池。其性能优越，价格低廉，可用于自制产品及锂电池组的维修代换，因而深受广大电子爱好者爱慕。有爱好的读者可参照图二制作一块充电板。其原理是：采用恒定电压给电池充电，保证不会过充。输入直流电压高于所充电池电压3伏即可。R1、Q1、W1、TL431构成精密可调稳压电路，Q2、W2、R2构成可调恒流电路，Q3、R3、R4、R5、LED为充电指示电路。伴随被充电池电压的上升，充电电流将逐渐减小，待电池充斥后R4上的压降将减少，从而使Q3截止，LED将熄灭，为保证电池可以充足，请在指示灯熄灭后继续充1—2小时。使用时请给Q2、Q3装上合适的散热器。本电路的长处是：制作简朴，元器件易购，充电安全，显示直观，并且不会损坏电池．通过变化W1可以对多节串联锂电池充电，变化W２可以对充电电流进行大范围调整。缺陷是：无过放电控制电路。图三是该充电板的印制板图（从元件面看的**图）。七、单节锂电池的应用举例1、作电池组维修代换品有许多电池组：如笔记本电脑上用的那种，经维修发现，此电池组损坏时仅是个别电池有问题。可以选用合适的单节锂电池进行更换。2、制作高亮微型电筒笔者曾用单节3.6V1.6AH锂电池配合一种白色超高亮度发光管做成一只微型电筒，使用以便，小巧美观。并且由于电池容量大，平均每晚使用半小时，至今已用两个多月仍无需充电。电路如图四所示。3、替代3V电源由于单节锂电池电压为3.6V。因此仅需一节锂电池便可替代两节一般电池，给收音机、随