鉅大LARGE | 點擊量：3599次 | 2021年04月15日
為何鋰離子電池都帶有保護板？保護板有什么用途？
鋰離子電池有保護板，就可以控制鋰電芯在規定的工作環境內工作，不會出現爆炸，燃燒等現像；沒有保護板的鋰離子電池就會容易出現爆炸，燃燒等現像。
加了保護板的電池，充電保護電壓可在4.125V保護，放電保護可在2.4V保護，充電電流可在鋰離子電池的最大成受范圍內；沒有加保護板的電池，會過充，過放，過流，電池很容易損壞。
為何要加鋰離子電池保護板，因為鋰離子電池的工作環境有特別的要求，不能過充不能過放，不能過溫，不能過流充放電，假如有就會出現爆炸，燃燒等現像，電池還會壞，且還會引起火災等嚴重社會問題。1、正常狀態
在正常狀態下電路中N1的CO與DO腳都輸出高電壓，兩個MOSFET都處于導通狀態，電池可以自由地進行充電和放電，由于MOSFET的導通阻抗很小，通常小于30毫歐，因此其導通電阻對電路的性能影響很小。
此狀態下保護電路的消耗電流為μA級，通常小于7μA。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2、過充電保護
鋰離子電池要求的充電方式為恒流/恒壓，在充電初期，為恒流充電，隨著充電過程，電壓會上升到4.2V(根據正極材料不同，有的電池要求恒壓值為4.1V)，轉為恒壓充電，直至電流越來越小。
電池在被充電過程中，假如充電器電路失去控制，會使電池電壓超過4.2V后繼續恒流充電，此時電池電壓仍會繼續上升，當電池電壓被充電至超過4.3V時，電池的化學副反應將加劇，會導致電池損壞或出現安全問題。
在帶有保護電路的電池中，當控制IC檢測到電池電壓達到4.28V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時，其CO腳將由高電壓轉變為零電壓，使T1由導通轉為關斷，從而切斷了充電回路，使充電器無法再對電池進行充電，起到過充電保護用途。而此時由于T1自帶的體二極管VD1的存在，電池可以通過該二極管對外部負載進行放電。
在控制IC檢測到電池電壓超過4.28V至發出關斷T1信號之間，還有一段延時時間，該延時時間的長短由C2決定，通常設為1秒左右，以防止因干擾而造成誤判斷。
3、過放電保護
電池在對外部負載放電過程中，其電壓會隨著放電過程逐漸降低，當電池電壓降至2.5V時，其容量已被完全放光，此時假如讓電池繼續對負載放電，將造成電池的永久性損壞。
在電池放電過程中，當控制IC檢測到電池電壓低于2.3V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時，其DO腳將由高電壓轉變為零電壓，使T2由導通轉為關斷，從而切斷了放電回路，使電池無法再對負載進行放電，起到過放電保護用途。而此時由于T2自帶的體二極管VD2的存在，充電器可以通過該二極管對電池進行充電。
由于在過放電保護狀態下電池電壓不能再降低，因此要求保護電路的消耗電流極小，此時控制IC會進入低功耗狀態，整個保護電路耗電會小于0.1μA。在控制IC檢測到電池電壓低于2.3V至發出關斷T2信號之間，也有一段延時時間，該延時時間的長短由C2決定，通常設為100毫秒左右，以防止因干擾而造成誤判斷。
4、過電流保護
由于鋰離子電池的化學特性，電池生產廠家規定了其放電電流最大不能超過2C（C=電池容量/小時），當電池超過2C電流放電時，將會導致電池的永久性損壞或出現安全問題。
電池在對負載正常放電過程中，放電電流在經過串聯的2個MOSFET時，由于MOSFET的導通阻抗，會在其兩端出現一個電壓，該電壓值U=I*RDS*2,RDS為單個MOSFET導通阻抗，控制IC上的V-腳對該電壓值進行檢測，若負載因某種原因導致異常，使回路電流增大，當回路電流大到使U>0.1V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時，其DO腳將由高電壓轉變為零電壓，使T2由導通轉為關斷，從而切斷了放電回路，使回路中電流為零，起到過電流保護用途。
在控制IC檢測到過電流發生至發出關斷T2信號之間，也有一段延時時間，該延時時間的長短由C2決定，通常為13毫秒左右，以防止因干擾而造成誤判斷。
在上述控制過程中可知，其過電流檢測值大小不僅取決于控制IC的控制值，還取決于MOSFET的導通阻抗，當MOSFET導通阻抗越大時，對同樣的控制IC，其過電流保護值越小。
5、短路保護
電池在對負載放電過程中，若回路電流大到使U>0.9V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時，控制IC則判斷為負載短路，其DO腳將迅速由高電壓轉變為零電壓，使T2由導通轉為關斷，從而切斷放電回路，起到短路保護用途。短路保護的延時時間極短，通常小于7微秒。其工作原理與過電流保護類似，只是判斷方法不同，保護延時時間也不相同。
