鋰電池組保護芯片工作原理和主要元器件

來源：存能電氣  日期：2019-04-30 10:04  瀏覽量：次

　　鋰電池組保護芯片工作原理和主要元器件。鋰電池組保護板原理非常簡單，電子元器件也是沒幾個，鋰電池保護板主要由維護IC和MOS管構成，是用來保護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、無回憶效應等被人們廣泛運用。

　　鋰電池組保護芯片工作原理

　　鋰電池PACK設計過程中一定會用到鋰電池保護板或者相應的BMS，甚至于各種通信協(xié)議，但是鋰電池保護十分重要，這些必須要要知道保護芯片工作原理，只有了解這些基本的保護芯片工作原理，才能更好的設計鋰電池組，甚至可以協(xié)助品質(zhì)部分一起分析異常電池或電路。

　　1、保護芯片工作原理中的主要元器件的介紹：IC：它是保護芯片的核心，首先取樣電池電壓，然后通過判斷發(fā)出各種指令。MOS管：它主要起開關作用

　　2、保護芯片正常工作：保護芯片上MOS管剛開始可能處于關斷狀態(tài)，電池接上保護芯片后，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——用一導線把B-與P-短接。

　　3、保護芯片過充保護：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到電源負極（這時MOS1被D1短路），IC通過電容來取樣電池電壓的值，當電池電壓達到4.25v時，IC發(fā)出指令，使引腳CO為低電平，這時電流從電源正極出發(fā)，流經(jīng)電池、D1、到達MOS2時由于MOS2的柵極與CO相連也為低電平，MOS2關斷，整個回路被關斷，電路起到保護作用。

　　4、保護芯片過放保護：在P+與P-上接上一合適的負載后，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)負載、D2、MOS1到電池的負極，（這時MOS2被D2短路）；當電池放電到2.5v時IC采樣并發(fā)出指令，讓MOS1截止，回路斷開，電池被保護了。

　　5、過流保護：在P+與P-上接上一合適的負載后，電池開始放電其電流方向如I2，電流從電池的正極經(jīng)負載、D2、MOS1到電池的負極，（這時MOS2被D2短路）；當負載突然減小，IC通過VM引腳采樣到突然增大電流而產(chǎn)生的電壓這時IC采樣并發(fā)出指令，讓MOS1截止，回路斷開，電池被保護了。

　　6、短路保護：在P+與P-上接上空負載后，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)負載、D2、MOS1到電池的負極，（這時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IC采樣并發(fā)出指令，讓MOS1截止，回路斷開，電池被保護了。

　　鋰電池組保護芯片主要元器件

　　鋰電池組的保護功能通常由保護電路板和PTC協(xié)同完成，保護板由電子元件組成，在－40℃～＋85℃的環(huán)境下時刻準確地監(jiān)視電芯的電壓和充放電回路的電流，并及時控制電流回路的通斷；PTC的主要作用是在高溫環(huán)境下進行保護，防止電池發(fā)生燃燒、爆炸等惡性事故。

　　一、過流保護器PTC

　　1、PTC元器件支持電池組過大電流保護，該器件會隨溫度升高，電阻線性變大，當電流或溫度升高到某一定值時，阻值發(fā)生突變（變大），從而使電流變到mA級，待溫度下降，又會回復正常，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器，成本相對較高。

　　3、PTC（Polyswitch高分子聚合物開關），又名過流保護器，主要用于小功率電子設備的短路及過載保護。

　　二、熱敏開關NTC

　　1、該NTC元器件能迅速感應電路中電流及溫度變化溫度過高或電流過達可使該開關內(nèi)雙金屬片溫度達到開關的額定值，金屬片跳脫，起到保護電池及用電器的作用，在鋰電池電路保護應用中經(jīng)?？梢砸姷?。

　　2、熱敏開關NTC金屬片跳脫后可能不復位，導致電池組電壓無法工作。

　　三、保險絲FUSE

　　1、當電路中電流超過額定值或電池的溫度商升到一定值時，F(xiàn)USE保險絲熔斷使電路斷開來保護電池組和用電器免遭破壞；

　　2、FUSE能感應電路電流及溫度，保險絲熔斷后無法恢復，需要及時更換，相對比較麻煩，不過現(xiàn)在市場上已出現(xiàn)可自恢復的FUSE保險絲了。

　　以上就是鋰電池組保護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裝置來防止異常狀態(tài)對電池的損壞。