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    鋰電池保護板(BMS)的設計功能和要求

    2020-09-03 ryder

    鋰電池由于材料的關系,決定了鋰電池不能被過充、過放、過流,同時短路和在超高溫度下充放電也會造成很大的風險,所以鋰電池通常搭載保護板同時使用。

     
    鋰電池保護板的設計功能含如下幾點:
     
    1、過充電檢出電壓
     
    2、過充電解除電壓
     
    3、過放電檢出電壓
     
    4、過放電解除電壓
     
    5、過電流1檢出電壓
     
    6、過電流2檢出電壓
     
    7、負載短路檢出電壓
     
    8、充電器檢出電壓
     
    9、通常工作時消耗電流
     
    10、過放電消耗電流
     
    鋰電池保護板檢修原理
     
    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。
     
    2、過充電保護
     
    充電器電路如果失去控制,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。
     
    在帶有保護板的鋰電池組過充時,控制IC檢測到電池電壓達到4.28V(由控制IC決定)時,其“CO”腳將由高電壓轉變為零電壓,使V2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,起到過充電保護作用。
     
    3、短路保護
     
    鋰電池在放電時,當回路電流大到一定的值(該值由控制IC決定)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V1由導通轉為關斷,切斷放電回路,起到短路保護作用。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,保護延時時間也不一樣。
     
    4、過電流保護
     
    鋰電池放電過程中,放電電流在經過串聯的2個MOSFET時,由于MOSFET的導通阻抗,會在其兩端產生一個電壓,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,當回路電流大到一定值(該值由控制IC決定)時,其“DO”腳將由高電壓轉變為零電壓,使V1由導通轉為關斷,從而切斷了放電回路,使回路中電流為零,起到過電流保護作用。
     
    5、過放電保護
     
    鋰電池在放電的過程中,當電壓降至2.5V時,說明容量已被完全放光,此時如果讓電池繼續放電,將造成電池的永久性損壞。在含保護板的鋰電池放電時,當控制IC檢測到電池電壓低于設定值(由控制IC決定)時,其“DO”腳將由高電壓轉變為零電壓,使V1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,起到過放電保護作用。
     

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