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关于锂电池保护板的功能跟原理详细介绍?

发布者:【蓝狮平台资讯】   发布时间:2021-10-12 10:10:39   点击量:2452

锂电池维护板是电子元器件和PCB组成,在必定温湿环境下时刻预备监护电芯的电压以及充放回路的电流,及时操控电流回路的通断的一种电路板。


电池维护板的核心部件是维护IC,组成维护板的主要物料PCB、电容、电阻、二极管、三极管、磁场效应管(mos管)


过冲维护:当电池组某一串电压大于(过压)最大值时,且到达维护推迟,IC操控CMOS关断充电回路。


过放维护:当电池组某一串电压小于(欠压)最大值时,且到达维护推迟,IC操控DMOS关断放点回路。


过流、短路维护:当电池组P+与P-输出电流超过过流/短路电流值,并到达过流/短路延时,操控电路操控放电DMOS关断放电回路,中止放电。


高低温维护:温度感应器到达温度阈值时,且到达维护推迟,操控电路操控关断充放电MOS管,中止充放电。


锂电池维护板还具有电量检测、余量显现、电池作业状态显现、通讯远程操控等功能。


锂电池维护板原理


锂电池维护板原理(可充型)之所以需求维护,是由它自身特性决定的。因为锂电池维护板原理自身的资料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,因此锂电池锂电组件总会跟着一块精致的维护板和一片电流保险器呈现。锂电池的维护功用一般由维护电路板和PTC协同完结,维护板是由电子电路组成,在-40℃至+85℃的环境下时刻精确的监视电芯的电压和充放回路的电流,即时操控电流回路的通断;PTC在高温环境下避免电池发生恶劣的损坏。



锂电池维护板原理一般包括操控IC、MOS开关、电阻、电容及辅佐器材NTC、ID存储器等。其间操控IC,在一切正常的情况下操控MOS开关导通,使电芯与外电路沟通,而当电芯电压或回路电流超越规则值时,它立刻(数十毫秒)操控MOS开关关断,维护电芯的安全。NTC是Negativetemperaturecoefficient的缩写,意即负温度系数,在环境温度升高时,其阻值下降,使用电设备或充电设备及时反应、操控内部中断而停止充放电。ID存储器常为单线接口存储器,ID是Identification的缩写即身份识别的意思,存储电池种类、生产日期等信息。可起到产品的可追溯和应用的约束。


锂电池维护板作业原理


过电流维护


因为锂离子电池的化学特性,电池生产厂家规则了其放电电流最大不能超越2C(C=电池容量/小时),当电池超越2C电流放电时,将会导致电池的永久性损坏或呈现安全问题


锂电池维护板一般由2大部分组成


1:操控ic,2:mos开关管别的还加一些微容和微阻而组成


操控ic作用是对电池的维护,如到达维护条件就操控mos进行断开或闭合(如电池到达过充、过放、短路、过流、等维护条件),其间mos管的作用就是开关作用,由操控ic开操控。


锂电池维护板原理的构成


电池组过放维护功用


串联电池组中的恣意一只电池的电压下降到过放检测电压而且到达过放延时时间时,过放维护功用发动,堵截放电MOS管,制止电池组对外输出电流,维护电池组安全,锂电池维护板原理电路板进入休眠状态,电路板耗费电流为休眠电流以下,进入休眠状态的电路只要在连接充电器后,而且电池电压超越过放康复电压后才干康复。


1、电压维护才能


过充电维护:锂电池维护板原理有必要具有预防电芯电压超越预设值的才能过放电维护:维护板有必要具有预防电芯电压底于预设值的才能。


2、电流才能(过流维护电流,短路维护)


锂电池维护板原理作为锂电芯的安全维护器材,既要在设备的正常作业电流范围内,能牢靠作业,又要在当电池被意外短路或过流时能迅速动作,使电芯得到维护。


3、导通电阻


定义:当充电电流为500mA时,MOS管的导通阻抗。


因为通讯设备的作业频率较高,数据传输要求误码率低,其脉冲串的上升及下降沿陡,故对锂电池维护板原理电池的电流输出才能和电压安稳度要求高,因此维护板的MOS管开关导通时电阻要小,单节电芯维护板一般在<70mΩ,如太大会导致通讯设备作业不正常,如手机在通话时忽然断线、电话接不通、噪声等现象。


4、自耗电流


定义:IC作业电压为3。6V,空载状态下,流经维护IC的作业电流,一般极小。


锂电池维护板原理的自耗电流直接影响电池的待机时间,一般规则维护板的自耗电流小于10微安。


5、机械性能、温度适应才能、抗静电才能


维护板有必要能经过国标规则的轰动,冲击试验;维护板在-40到85度能安全作业,能经受±15KV的非接触ESD静电测验。


锂电池维护板原理


锂电池维护板原理的首要作用


一般要求在-25℃~85℃时Control(IC)检测操控电芯电压与充放电回路的作业电流、电压,在一切正常情况下C-MOS开关管导通,使电芯与维护电路板处于正常作业状态,而当电芯电压或回路中的作业电流超越操控IC中比较电路预设值时,在15~30ms内(不同操控IC与C-MOS有不同的响应时间),将CMOS关断,即关闭电芯放电或充电回路,以确保使用者与电芯的安全。


在锂电池维护板原理正常的情况下,Vdd为高电平,Vss,VM为低电平,DO、CO为高电平,当Vdd,Vss,VM任何一项参数改换时,DO或CO端的电平将发生变化。


1、过充电检出电压


在一般状态下,Vdd逐步提升至CO端由高电平变为低电平时VDD-VSS间电压


2、过充电免除电压


在充电状态下,Vdd逐步下降至CO端由低电平变为高电平时VDD-VSS间电压


3、过放电检出电压


一般状态下,Vdd逐步下降至DO端由高电平变为低电平时VDD-VSS间电压


4、过放电免除电压


在过放电状态下,Vdd逐步上升到DO端由低电平变为高电平时VDD-VSS间电压


5、过电流1检出电压


在一般状态下,VM逐步升至DO由高电平变为低电平时VM-VSS间电压


6、过电流2检出电压


在一般状态下,VM从OV起以1ms以上4ms以下的速度升到DO端由高电平变为低电平时VM-VSS间电压


7、负载短路检出电压


在一般状态下,VM以OV起以1μS以上50μS以下的速度升至DO端由高电平变为低电平时VM-VSS间电压


8、充电器检出电压


在过放电状态下,VM以OV逐步下降至DO由低电平变为变为高电平时VM-VSS间电压


9、一般作业时耗费电流


在一般状态下,流以VDD端子的电流(IDD)即为一般作业时耗费电流


10、过放电耗费电流


在放电状态下,流经VDD端子的电流(IDD)即为过流放电耗费电流


锂电池维护板原理首要零件的功用介绍


R1:基准供电电阻;与IC内部电阻构成分压电路,操控内部过充、过放电压比较器的电平翻转;一般在阻值为330Ω、470Ω比较多;当封装方式(即用规范元件的长和宽来表明元件大小,如0402封装标识此元件的长和宽分别为1.0mm和0.5mm)较大时,会用数字标识其阻值,如贴片电阻上数字标识473,即表明其阻值为47000Ω即47KΩ(第三位数表明在前两位后面加0的位数)。


锂电池维护板原理


R2:过流、短路检测电阻;经过检测VM端电压操控维护板的电流,焊接不良、损坏会造成电池过流、短路无维护,一般阻值为1KΩ、2KΩ较多。


R3:ID识别电阻或NTC电阻(前面有介绍)或两者都有。


总结:电阻在维护板中为黑色贴片,用万用表可测其阻值,当封装较大时其阻值会用数字表明,表明办法如上所述,当然电阻阻值一般都有误差,每个电阻都有精度标准,如10KΩ电阻标准为+/-5%精度则其阻值为9.5KΩ-10.5KΩ范围内都为合格。


C1、C2:因为电容两头电压不能骤变,起瞬间稳压和滤波作用。总结:电容在维护板中为黄色贴片,封装方式0402较多,也有少量0603封装(1.6mm长,0.8mm宽);用万用表检测其阻值一般为无穷大或MΩ级别;电容漏电会产生自耗电大,短路无自康复现象。FUSE:普通FUSE或PTC(PositiveTemperatureCoefficient的缩写,意思是正温度系数);避免不安全大电流和高温放电的发生,其间PTC有自康复功用。


总结:FUSE在锂电池维护板原理维护板中一般为白色贴片,LITTE公司提供FUSE会在FUSE上标识字符D-T,字符表明意思为FUSE能承受的额定电流,如表明D额定电流为0.25A,S为4A,T为5A等。


U1:操控IC;维护板所有功用都是IC经过监视连接在VDD-VSS间的电压差及VM-VSS间的电压差而操控C-MOS执行开关动作来完成的。


Cout:过充操控端;经过MOS管T2栅极电压操控MOS管的开关。


Dout:过放、过流、短路操控端;经过MOS管T1栅极电压操控MOS管的开关。


VM:过流、短路维护电压检测端;经过检测VM端的电压完成电路的过流、短路维护


(U(VM)=I*R(MOSFET))


总结:IC在锂电池维护板原理维护板中一般为6个管脚的封装方式,其区别管脚的办法为:在封装体上标识黑点的附近为第1管脚,然后逆时针旋转分别为第2、3、4、5、6管脚;如封装体上无黑点标识,则正看封装体上字符左下为第1管脚,其余管脚逆时针类推)C-MOS:场效应开关管;维护功用的完成者;连焊、虚焊、假焊、击穿时会造成电池无维护、无显现、输出电压低一级不良现象。


总结:CMOS在维护板中一般为8个管脚的封装方式,它时由两个MOS管构成,相当于两个开关,分别操控锂电池维护板原理过充维护和过放、过流、短路维护;其管脚区分办法和IC一样。


在锂电池维护板原理维护板正常情况下,Vdd为高电平,Vss、VM为低电平,Dout、Cout为高电平;当Vdd、Vss、VM任何一项参数改换时,Dout或Cout的电平将发生变化,此刻MOSFET执行相应的动作(开、关电路),从而完成电路的维护和康复功用。

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  • 高性能

    能量密度:125-160Wh/kg
    充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
    温度范围:-40℃—65℃
    自耗电:≤3%/月

  • 高安全

    过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
    撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。

  • 高可靠

    动力电池循环寿命不低于2000次,
    80%容量保持率;
    电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
    符合国军标要求。