电池之都关于电池维护板原理是什么意思

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电池之都关于电池维护板原理是什么意思

电池之都关于电池维护板原理是什么意思:


锂电池的维护功用一般由维护电路板和PTC等电流器材协同完成,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,及时操控电流回路的通断;PTC在高温环境下防止电池发作恶劣的损坏。


一般锂电池维护板一般包含操控IC、MOS开关、电阻、电容及辅佐器材FUSE、PTC、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,使电芯与外电路导通,而当电芯电压或回路电流超越规定值时,它马上操控MOS开关关断,维护电芯的安全。


在维护板正常的情况下,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端的电平将发作变化。


锂电池维护板原理:

锂电池(可充型)之所以需要维护,是由它自身特性决议的。因为锂电池自身的资料决议了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,因而锂电池锂电组件总会跟着一块精致的维护板和一片电流稳妥器呈现。


锂电池的维护功用一般由维护电路板和PTC等电流器材协同完成,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,及时操控电流回路的通断;PTC在高温环境下防止电池发作恶劣的损坏。


一般锂电池维护板一般包含操控IC、MOS开关、电阻、电容及辅佐器材FUSE、PTC、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,使电芯与外电路导通,而当电芯电压或回路电流超越规定值时,它马上操控MOS开关关断,维护电芯的安全。


锂电池维护板原理详细分析:

在维护板正常的情况下,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端的电平将发作变化。


1、过充电检出电压:在一般状况下,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:在充电状况下,Vdd逐步降低至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:一般状况下,Vdd逐步降低至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:在过放电状况下,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:在一般状况下,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:在一般状况下,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:在一般状况下,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:在过放电状况下,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:在一般状况下,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:在放电状况下,流经VDD端子的电流(IDD)即为过流放电耗费电流。


典型的锂电池维护电路:

因为锂电池的化学特性,在正常使用过程中,其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反响,但在某些条件下,如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发作化学副反响,该副反响加剧后,会严重影响电池的功能与使用寿命,并可能产生大量气体,使电池内部压力敏捷增大后爆破而导致安全问题,因而一切的锂电池都需要一个维护电路,用于对电池的充、放电状况进行有用监测,并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发作危害


锂电池维护板原理详细分析

该维护回路由两个MOSFET(V1、V2)和一个操控IC(N1)外加一些阻容元件构成。操控IC担任监测电池电压与回路电流,并操控两个MOSFET的栅极,MOSFET在电路中起开关效果,别离操控着充电回路与放电回路的导通与关断,C3为延时电容,该电路具有过充电维护、过放电维护、过电流维护与短路维护功用,其作业原理分析如下:


1、正常状况

在正常状况下电路中N1的“CO”与“DO”脚都输出高电压,两个MOSFET都处于导通状况,电池能够自由地进行充电和放电,因为MOSFET的导通阻抗很小,一般小于30毫欧,因而其导通电阻对电路的功能影响很小。此状况下维护电路的耗费电流为μA级,一般小于7μA。


2、过充电维护

锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压,在充电初期,为恒流充电,随着充电过程,电压会上升到4.2V(根据正极资料不同,有的电池要求恒压值为4.1V),转为恒压充电,直至电流越来越小。电池在被充电过程中,如果充电器电路失掉操控,会使电池电压超越4.2V后继续恒流充电,此刻电池电压仍会继续上升,当电池电压被充电至超越4.3V时,电池的化学副反响将加剧,会导致电池损坏或呈现安全问题。在带有维护电路的电池中,当操控IC检测到电池电压到达4.28V(该值由操控IC决议,不同的IC有不同的值)时,其“CO”脚将由高电压转变为零电压,使V2由导通转为关断,然后堵截了充电回路,使充电器无法再对电池进行充电,起到过充电维护效果。而此刻因为V2自带的体二极管VD2的存在,电池能够通过该二极管对外部负载进行放电。在操控IC检测到电池电压超越4.28V至宣布关断V2信号之间,还有一段延时时刻,该延时时刻的长短由C3决议,一般设为1秒左右,以防止因干扰而形成误判别。


3、短路维护

电池在对负载放电过程中,若回路电流大到使U>0.9V(该值由操控IC决议,不同的IC有不同的值)时,操控IC则判别为负载短路,其“DO”脚将敏捷由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,然后堵截放电回路,起到短路维护效果。短路维护的延时时刻极短,一般小于7微秒。其作业原理与过电流维护类似,只是判别方法不同,维护延时时刻也不一样。除了操控IC外,电路中还有一个重要元件,就是MOSFET,它在电路中起着开关的效果,因为它直接串接在电池与外部负载之间,因而它的导通阻抗对电池的功能有影响,当选用的MOSFET较好时,其导通阻抗很小,电池包的内阻就小,带载才能也强,在放电时其耗费的电能也少。


4、过电流维护

因为锂离子电池的化学特性,电池生产厂家规定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。电池在对负载正常放电过程中,放电电流在通过串联的2个MOSFET时,因为MOSFET的导通阻抗,会在其两头产生一个电压,该电压值U=I*RDS*2,RDS为单个MOSFET导通阻抗,操控IC上的“V-”脚对该电压值进行检测,若负载因某种原因导致异常,使回路电流增大,当回路电流大到使U>0.1V(该值由操控IC决议,不同的IC有不同的值)时,其“DO”脚将由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,然后堵截了放电回路,使回路中电流为零,起到过电流维护效果。在操控IC检测到过电流发作至宣布关断V1信号之间,也有一段延时时刻,该延时时刻的长短由C3决议,一般为13毫秒左右,以防止因干扰而形成误判别。在上述操控过程中可知,其过电流检测值大小不仅取决于操控IC的操控值,还取决于MOSFET的导通阻抗,当MOSFET导通阻抗越大时,对同样的操控IC,其过电流维护值越小。


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