鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2377次 | 2019年07月26日
鋰電池組保護(hù)芯片工作原理和主要元器件
鋰電池組保護(hù)芯片工作原理和主要元器件。鋰電池組保護(hù)板原理非常簡單,電子元器件也是沒幾個(gè),鋰電池保護(hù)板主要由維護(hù)IC和MOS管構(gòu)成,是用來保護(hù)鋰電池電芯安全的器材。鋰電池具有放電電流大、內(nèi)阻低、壽數(shù)長、無回憶效應(yīng)等被人們廣泛運(yùn)用。
鋰電池組保護(hù)芯片工作原理
鋰電池PACK設(shè)計(jì)過程中一定會(huì)用到鋰電池保護(hù)板或者相應(yīng)的BMS,甚至于各種通信協(xié)議,但是鋰電池保護(hù)十分重要,這些必須要要知道保護(hù)芯片工作原理,只有了解這些基本的保護(hù)芯片工作原理,才能更好的設(shè)計(jì)鋰電池組,甚至可以協(xié)助品質(zhì)部分一起分析異常電池或電路。
1、保護(hù)芯片工作原理中的主要元器件的介紹:IC:它是保護(hù)芯片的核心,首先取樣電池電壓,然后通過判斷發(fā)出各種指令。MOS管:它主要起開關(guān)作用
2、保護(hù)芯片正常工作:保護(hù)芯片上MOS管剛開始可能處于關(guān)斷狀態(tài),電池接上保護(hù)芯片后,必須先觸發(fā)MOS管,P+與P-端才有輸出電壓,觸發(fā)常用方法——用一導(dǎo)線把B-與P-短接。
3、保護(hù)芯片過充保護(hù):在P+與P-上接上一高于電池電壓的電源,電源的正極接B+、電源的負(fù)極接B-,接好電源后,電池開始充電,電流方向如圖所示的I1的流向電流從電源正極出發(fā),流經(jīng)電池、D1、MOS2到電源負(fù)極(這時(shí)MOS1被D1短路),IC通過電容來取樣電池電壓的值,當(dāng)電池電壓達(dá)到4.25v時(shí),IC發(fā)出指令,使引腳CO為低電平,這時(shí)電流從電源正極出發(fā),流經(jīng)電池、D1、到達(dá)MOS2時(shí)由于MOS2的柵極與CO相連也為低電平,MOS2關(guān)斷,整個(gè)回路被關(guān)斷,電路起到保護(hù)作用。
4、保護(hù)芯片過放保護(hù):在P+與P-上接上一合適的負(fù)載后,鋰電池組開始放電其電流方向如I2,電流從電池的正極經(jīng)負(fù)載、D2、MOS1到電池的負(fù)極,(這時(shí)MOS2被D2短路);當(dāng)電池放電到2.5v時(shí)IC采樣并發(fā)出指令,讓MOS1截止,回路斷開,電池被保護(hù)了。
5、過流保護(hù):在P+與P-上接上一合適的負(fù)載后,電池開始放電其電流方向如I2,電流從電池的正極經(jīng)負(fù)載、D2、MOS1到電池的負(fù)極,(這時(shí)MOS2被D2短路);當(dāng)負(fù)載突然減小,IC通過VM引腳采樣到突然增大電流而產(chǎn)生的電壓這時(shí)IC采樣并發(fā)出指令,讓MOS1截止,回路斷開,電池被保護(hù)了。
6、短路保護(hù):在P+與P-上接上空負(fù)載后,鋰電池組開始放電其電流方向如I2,電流從電池的正極經(jīng)負(fù)載、D2、MOS1到電池的負(fù)極,(這時(shí)MOS2被D2短路);IC通過VM引腳采樣到突然增大電流而產(chǎn)生的電壓這時(shí)IC采樣并發(fā)出指令,讓MOS1截止,回路斷開,電池被保護(hù)了。
鋰電池組保護(hù)芯片主要元器件
鋰電池組的保護(hù)功能通常由保護(hù)電路板和PTC協(xié)同完成,保護(hù)板由電子元件組成,在-40℃~+85℃的環(huán)境下時(shí)刻準(zhǔn)確地監(jiān)視電芯的電壓和充放電回路的電流,并及時(shí)控制電流回路的通斷;PTC的主要作用是在高溫環(huán)境下進(jìn)行保護(hù),防止電池發(fā)生燃燒、爆炸等惡性事故。
一、過流保護(hù)器PTC
1、PTC元器件支持電池組過大電流保護(hù),該器件會(huì)隨溫度升高,電阻線性變大,當(dāng)電流或溫度升高到某一定值時(shí),阻值發(fā)生突變(變大),從而使電流變到mA級,待溫度下降,又會(huì)回復(fù)正常,可作為電池連接片串入電池組中。
2、PTC在鋰電池組電子線路常被稱為過流保護(hù)器,成本相對較高。
3、PTC(Polyswitch高分子聚合物開關(guān)),又名過流保護(hù)器,主要用于小功率電子設(shè)備的短路及過載保護(hù)。
二、熱敏開關(guān)NTC
1、該NTC元器件能迅速感應(yīng)電路中電流及溫度變化溫度過高或電流過達(dá)可使該開關(guān)內(nèi)雙金屬片溫度達(dá)到開關(guān)的額定值,金屬片跳脫,起到保護(hù)電池及用電器的作用,在鋰電池電路保護(hù)應(yīng)用中經(jīng)常可以見到。
2、熱敏開關(guān)NTC金屬片跳脫后可能不復(fù)位,導(dǎo)致電池組電壓無法工作。
三、保險(xiǎn)絲FUSE
1、當(dāng)電路中電流超過額定值或電池的溫度商升到一定值時(shí),F(xiàn)USE保險(xiǎn)絲熔斷使電路斷開來保護(hù)電池組和用電器免遭破壞;
2、FUSE能感應(yīng)電路電流及溫度,保險(xiǎn)絲熔斷后無法恢復(fù),需要及時(shí)更換,相對比較麻煩,不過現(xiàn)在市場上已出現(xiàn)可自恢復(fù)的FUSE保險(xiǎn)絲了。
以上就是鋰電池組保護(hù)芯片工作原理和主要元器件介紹,為了防止鋰電池組在過充電、過放電、過電流等異常狀態(tài)影響電池壽命,通常要通過鋰電池保護(hù)裝置來防止異常狀態(tài)對電池的損壞。