锂电池充电保护IC原理
锂电池充电保护IC原理
锂离子电池因能量密度高，使得难以确保电池的安全性。具体而言，在过度充电状态下，电池温度上升后能量将过剩，于是电解液分解而产生气体，因内压上升而导致有发火或破裂的危机。反之，在过度放电状态下，电解液因分解导致电池特性劣化及耐久性劣化(即充电次数降低)。
锂离子电池的保护电路就是要确保这样的过度充电及放电状态时的安全性，并防止特性的劣化。锂离子电池的保护电路是由保护IC、及两颗Power-MOSFET所构成。其中保护IC为监视电池电压；当有过度充电及放电状态时，则切换以外挂的Power-MOSFET来保护电池，保护IC的功能为: (1)过度充电保护、(2)过度放电保护、(3)过电流/短路保护。以下就这三项功能的保护动作加以说明
(1) 过度充电：
当锂电池发生过度充电时,电池内电解质会被分解,使得温度上升并产生气体,使得压力上升而可能引起自燃或爆裂的危机,锂电池保护IC用意就是要防止过充电的情形发生。
过度充电保护IC原理：
当外部充电器对锂电池充电时,为防止因温度上升所导致的内压上升,需终止充电状况,此时保护IC需检测电池电压,当到达4.25V时(假设电池过充点为4.25V)及激活过充电保护,将Power MOS由ON'OFF,进而截止充电。另外,过充电检出,因噪声所产生的误动作也是必须要注意的,以免判定为过充保护,因此需要延迟时间的设定,而delay time也不能短于噪声的时间。
(2) 过度放电：
在过度放电的情形下,电解液因分解而导致电池特性劣化,并造成充电次数的降低,锂电池保护IC用以保护其过放电的状况发生, 达成保护动作。
过度放电保护IC原理：为了防止锂电池过度放电之状态,假设锂电池接上负载,当锂电池电压低于其过放电电压检测点(假设设定为2.3V),将激活过放电保护,将Power MOS由ON'OFF,进而截止放电,达成保护以避免电池过放电现象发生, 并将电池保持在低静态电流的状态(standby mode),此时耗电为0.1uA
当锂电池接上充电器,且此时锂电池电压高于过放电电压时,过放电保护功能方可解除。
另外,为了对于脉冲放电之情形,过放侦测设有延迟时间用以预防此种误动作的
发生。
(3) 过电流及短路电流
因为不明原因(放电时或正负极遭金属物误触)造成过电流或短路电流发生,为确保安全,使其停止放电。
电流保护IC原理：
当放电电流过大或短路情况发生时,保护IC将激活过(短路)电流保护,此时过电流的检测是将Power MOS的Rds(on)当成感应阻抗用以监测其电压的下降情形,若比所定的过电流检测电压还高则停止放电,
公式为：
V-(过电流检测电压)=I(放电电流)*Rds(on)*2
假设V-=0.2V, Rds(on)=25mΩ,则保护电流的大小为I=4A
同样的,过电流检出也必须要设有延迟时间以防有突然的电流流入时,会发生误动作,使其发生保护的误动作。通常在过电流发生后,若能移除过电流之因素(例如:马上与负载脱离..),就会回复其正常状态,可以再实行正常的充放电动作
锂电池
保护IC的新功能:
除了上述的锂电池保护IC功能之外,现在还有一些新的功能值得我们注意,以东瑞电子所独家代理的"Ricoh"锂电池保护IC为例---R5426
(1) 充电时,过电流之保护:
当连接充电器在充电时突然有过电流发生(充电器损坏),即发生充电时过电流检测,此时将Cout将由High'Low,Power MOS由ON'OFF,达成保护之动作。
V-(Vdet4过电流检测电压)=I(充电电流)*Rds(on)*2
注:Vdet4为-0.1V
(2) 缩短测试时间:
假设测完一片PCB所需要花的时间为1秒,那100万片则需要100万秒,非常的耗时,同样的也很没有效率,故我们可以利用以下之功能来缩短测试时间。
(A) 当我们将R5426之DS pin open时,此时delay time为规格书上所示
(B) 当我们将R5426之DS pin接VDD时,此时delay time将只有1/90.
(C) 当我们将R5426之DS pin接Vim(min=1.2V,max=VDD-1.1V),此时将可忽略delay time
(3) 过充时锁住模式(Latch):
通常保护IC在过充电保护时经过一段延迟时间之后就会将Power MOS关掉(Cout),用以达到保护的目的,当锂电池电压一直下降到解除点(Overcharge Hysteresis Voltage)时就会回复,此时又会继续的充电,又保护,又放电充电放电,这种情形并不是一种很好的状况且安全性的问题将无法有效的获得解决。
锂电池一直重复着做着充电放电充电放电的动作, Power MOS的Gate将反复的High/Low,这样可能会使MOSFET变热.,也同时对于电池的寿命造成引想,由此可知Latch Mode的重要性。
假如锂电时保护电路在侦测到过充电保护时有Latch Mode,MOSFET将不会变热,且安全性相对的提高许多。在侦测到过充电保护之后,只要有连接充电器在电池包上,此时之状态及到达过充时锁住模式,因此,虽然锂电池的电压一值下降,但不会发生再充电的情形.要解除这个状况,只要将充电器移除并连接负载即可回
复充放电的状态。
(4) 缩小保护电路组件: 将过充电和短路保护用的延迟电容给内包到保护IC里面
保护IC的要求:
(A) 过度充电保护的高精化:
当锂离子电池有过度充电状态时，为防止因温度上升所导致的内压上升，须截止充电状态。此保护IC即检视电池电压，当侦测到过度充电时，则过度充电侦测的Power-MOSFET使之OFF而截止充电。此时所应注意者，就是过度充电的检测电压的高精度化，在电池充电时，使电池充电到饱满的状态是使用者很在意的问题，同时，兼顾到安全性的问题，就得在达到容许电压时截止充电状态。要同时符合这两个条件，就要有非常高精度的侦测器，目前精度为25mV，但将来势需有更精度的要求。
(B) 减低保护IC的耗电流达到过度放电保护目的:
已充过电的锂离子电池电随着使用时间，电池电压会渐减，最后低到规格标准值以下。此时就需要再度充电。若未充电而继续使用的话，恐就无法再充电了(过放电状态)。而为防止过放电状态，保护IC即要侦测电池电压的状态，一旦到达过放电侦测电压以下，就得使放电一方的Power-MOSFET OFF而截止放电。但此时电池本身仍有自然放电及保护IC的消费电流存在，因此需要使保护IC的耗电流降到最低的程度。
(C) 过电流/短路保护需有低侦测电压及高精度的要求:
因不明原因导致短路而有大电流耗损时，为确保安全而使之停止放电。在过电流的侦测是以Power MOS的Rds(on)为感应阻抗，以监视其电压的下降，此时的电压若比过电流侦测电压还高时即停止放电。为了使Power MOS的Rds(on)在充电电流与放电电流时有效的应用，需使该阻抗值尽量低，(目前约20mΩ~30mΩ)。如此，过电流侦测电压就可较低。
(D) 实现耐压值:
电池包与充电器连接时瞬间会有高压产生,因此保护IC因具备有"耐高压的要求(Ricoh的保护IC即可承受到28V)
(E) 低耗电:
当到达保护时,其静态耗电流必须要小(0.1uA)
(F) 零伏可充电:
有些电池在存放的过程中可能因为放太久或不正常的原因导致电压低到0V,故
保护IC需要在0V也可以充电的动作
保护IC功能未来发展
未来的发展将如前述，提高侦测电压的精度、降低保护IC的耗电流及包装、整合MOS 、提高误动作防止功能等，同时充电器连接端子的高耐压化也是开发的重点。
包装方面,目前已由SOT23-6渐渐的朝向SON6,将来还有CSP的Package,甚至COB 产品的出现,用以满足现在所强调的轻薄短小，而保护IC也不是所有的功能都一定必须要用的,可根据不同的锂电池材料开发出单一保护(如:只有过充保护或过放保护功能),可大大的减少成本及空间,这对我们来说可未尝不是一件好事.
当然，功能组件单晶化是一致的目标，如目前行动电话制造商都朝向将保护IC、充电电路、电源管理IC等外围电路集成单芯片，与逻辑IC构成双芯片的芯片组，但目前要使Power MOS的开路阻抗降低，难以与其它IC合组，即使以特殊技术制成单芯片，恐怕成本将会过高，因此，保护IC的单晶化将需一段时间来解决。
磷酸铁锂电池充电电路
磷酸铁锂电池充电器CN3059 磷酸铁锂电池是一种用磷酸铁锂（LiFePO4）材料作电池正极、用石墨作电池负极的新型锂离子电池。关于该电池的详细介绍请参看本刊9期磷酸铁锂动力电池一文。 磷酸铁锂电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6±0.05V、终止放电电压是2.0V。该电池与锂离子电池一样要求恒流、恒压充电，充电率范围是0.2～1C。 上海如韵电子有限公司在自主开发出单节锂电子充电器芯片CN3052及CN3056后，2007年又开发出性能更好的单节磷酸铁锂充电器芯片CN3058及CN3059，满足了市场的需求。本文将介绍CN3059。 特点与应用 CN3059是一种对单节磷酸铁锂电池进行恒流、恒压充电的充电器IC。用该IC 组成的充电器主要特点：充电电流可由一外设电阻RISET设定，最大充电电流可达1A；输入电压4～6V，可采用USB接口或4.5～6V输出电压（输出电流1000～1500mA）的AC/DC适配器供电；充电器电路简单、外围元器件少、成本低；对过放电（电池电压＜2.0V）的电池有小电流预充电模式；内部有功率器理电路，若芯片的结温超过115℃时能自动降低充电电流作过热保护，使用户可设置较大的充电电流，以提高充电效率；有两个LED分别作充电状态指示及充电结束指示；有输入电压过低（＜3.61V）时的输出锁存功能、自动再充电功能、电池温度监测功能；采用小尺寸、散热增强性的10引脚DFN封装；充电温度范围0～45℃或0～65℃(由充电电池参数决定)。 CN3059是磷酸铁锂电池的专用充电器IC，但它还有一个独特的特点：外设一个电阻RVSET，它可以增加恒压充电的输出电压。利用这个独特的特点，可以组成简易的3节镍氢电池充电器及4V铅酸电池充电器或锂离子电池充电器。 由CN3059组成的充电器适合充 0.5～4Ah的磷酸铁锂电池。其应用领域：矿灯、LED应急灯、警示灯；车模、船模、航模及电动玩具；在照相机中，用3.2V磷酸铁锂电池替代一次性3V锂电池（型号为CR123A），其外廓尺寸相同；通信装置；小型医疗仪器及野外测试仪器；小型电动工具等。另外，可采用CN3059组成充3节镍氢电池及4V铅酸电池的充电器等。 封装、引脚排列及功能 CN3059采用散热增强型10引脚小尺寸DFN封装，其引脚排列如图1所示，各引脚功能如表1所示。
磷酸铁锂电池及充电器原理结构
磷酸铁锂电池及充电器原理结构 ?随着科学技术的发展及电化学材料及工艺技术的进步，人们不断地研究、开发出新型电池材料及新型电池。继镍镉、镍氢可充电电池之后，在1991年开发出可充电的锂离子电池，1995年又推出性能更好的聚合物锂电池，到2002年后，新型磷酸铁锂电池又问世。 2），另外还有少数采用氧化锰锂（LiMn2O4）及氧化镍锂（LiNiO2）作正极材料。新型磷酸铁锂电池是一种用磷酸铁锂（LiFePO4）作电池正极，用石墨作负极的锂离子电池。它的工作原理与锂离子电池完全相同，是锂离子电池家族中的新成员。 4电池。 4电池应是最便宜的。另外它具有放电平台特别平坦、能用大放电率放电（5~10C）、特别安全（不会因过充电、过放电、甚至短路时发生燃烧或爆炸）、循环寿命长、对环境无污染等特点，作为大电流输出的动力电池，它的性能是最佳的。 4正极材料，有一些工厂已小批量生产各种不同容量的LiFePO4电池（容量从几百mAh到几百Ah）。由于生产时间不长、产量不大，还是初创阶段，因此目前在价格上比同样容量的锂离子电池还贵，但是还供不应求，经常发生缺货。这种现象将在1~2年内得到改进。到那时LiFePO4电池的价格更齐全、质量进一步提高，价格也更便宜，应用将更广泛。 1. LiFePO4电池主要特点 4电池可在2~10C放电率范围长期工作，甚至于在10秒短时间内可达20C的放电率。采用LiFePO4电池作为动力的汽车有极好的加速性能、用作电动工具手电钻电源时则有高的钻孔速度，并能对硬度较大的材料进行钻孔。 4电池在不同放电率时的放电特性如图1所示。 图1 图2 4电池的放电特性是极好的； 4电池作循环寿命试验，其结果是：锂离子动力电池做了300个循环后，其放电容量已降到85%；而LiFe PO4电池做了500个循环后，其放电容量还大于95%。 4电池做了300个循环放电容量还大于80%。
磷酸铁锂电池保护芯片S-8209A系列的应用示例
CMOS IC 应用手册 S-8209A 系列的应用示例 Rev.1.0_00 精工电子有限公司 1 S-8209A 系列是带电量平衡功能的电池保护用IC 。 本应用手册是说明有关使用S-8209A 系列的具有代表性的电路连接示例的参考资料。 有关产品的详情和规格，请确认该产品的数据表。 使用S-8209A 系列可构成以下应用电路。 ? 2节以上的多节电池串联保护电路 ? 带电量平衡功能的电池保护电路
CMOS IC 应用手册 S-8209A 系列的应用示例 Rev.1.0_00 精工电子有限公司 2 目 录 1. 使用S-8209A 系列的多节电池串联保护电路 (3) 1.1 电池保护IC 的连接示例......................................................................................................................................3 1.2 工作说明...........................................................................................................................................................4 1.2.1 通常状态......................................................................................................................................................4 1.2.2 禁止充电状态...............................................................................................................................................5 1.2.3 禁止放电状态...............................................................................................................................................6 1.2.4 电量平衡功能...............................................................................................................................................7 1.2.5 延迟电路......................................................................................................................................................7 1.3 时序图..............................................................................................................................................................8 1.3.1 过充电检测...................................................................................................................................................8 1.3.2 过放电检测 (9) 2. 备有过放电状态通信功能的应用电路示例 (10) 2.1 电池保护IC 的连接示例....................................................................................................................................10 2.2 工作说明.........................................................................................................................................................11 2.3 过放电检测的时序图 (12) 3. 注意事项 (13) 4. 相关资料 (13)
电池保护板工作原理
锂电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,常用的保护IC有8261,DW01+,CS213,GEM5018等，其中精工的8261系列精度更好，当然价钱也更贵。后面几种都是台湾出的，国内次级市场基本都用DW01+和CS213了，下面以DW01+ 配MOS管8205A （8pin）进行讲解: 锂电池保护板其正常工作过程为: 当电芯电压在2.5V至4.3V之间时，DW01 的第1脚、第3脚均输出高电平(等于供电电压)，第二脚电压为0V。此时DW01 的第1脚、第3脚电压将分别加到8205A的第5、4脚，8205A内的两个电子开关因其G极接到来自DW01 的电压，故均处于导通状态，即两个电子开关均处于开状态。此时电芯的负极与保护板的P-端相当于直接连通，保护板有电压输出。 2.保护板过放电保护控制原理: 当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01 内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01 将认为电芯电压已处于过放电电压状态，便立即断开第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V，8205A内的开关管因第5脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上充电电压后，DW01 经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态，重新在第1脚输出高电压，使8205A内的过放电控制管导通，即电芯的B-与保护板的P-又重新
接上，电芯经充电器直接充电。 3.保护板过充电保护控制原理: 当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯的电压将越来越高，当电芯电压升高到4.4V时,DW01 将认为电芯电压已处于过充电电压状态，便立即断开第3脚的输出电压，使第3脚电压变为0V，8205A内的开关管因第4脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的充电回路被切断，电芯将停止充电。保护板处于过充电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上放电负载后，因此时虽然过充电控制开关管关闭,但其内部的二极管正方向与放电回路的方向相同,故放电回路可以进行放电,当电芯的电压被放到低于4.3V时,DW01 停止过充电保护状态重新在第3脚输出高电压，使8205A内的过充电控制管导通，即电芯的B-与保护板P-又重新接上，电芯又能进行正常的充放电. 4.保护板短路保护控制原理: 如图所示，在保护板对外放电的过程中，8205A内的两个电子开关并不完全等效于两个机械开关，而是等效于两个电阻很小的电阻，并称为8205A的导通内阻，每个开关的导通内阻约为30m\U 03a9共约为60m\U 03a9，加在G极上的电压实际上是直接控制每个开关管的导通电阻的大小当G极电压大于1V时，开关管的导通内阻很小(几十毫欧)，相当于开关闭合，当G极电压小于0.7V以下时，开关管的导通内阻很大(几MΩ)，相当于开关断开。电压UA就是8205A的导通内阻与放电电流产生的电压，负载电流增大则UA必然增大,因UA0.006L×
电池保护板原理详解
锂电池电路保护板详解 1.锂电池电路保护板典型电路 2.保护板的核心器件：U1 和 U2A/U2B。U1是保护IC，它由精确的比较器来获得可靠的保护参数。U2A和U2B是MOS管，串在主充放电回路，担当高速开关，执行保护动作。 3.B1的正负极接电芯的正负极；P+,P-分别接电池输出接口的正负极。 4.R3是NTC电阻，配合用电器件的MCU产生保护动作（检测电池温度）。R4是固定阻值电阻，做电池识别。 5.放电路径：B1+ ----- P+ ------ P- ------B1- 6.充电路径：P+ ------- B1+ ------ B1- ------ P- 7.DO是放电保护执行端，CO 是充电保护执行端。
8.充电保护：当电池被充电，电压超过设定值VC（4.25V- 4.35V，具体过充保护电压取决于保护IC）时，CO变为低电平，U2B截止（箭头向内是N-MOS，VG大于VS导通），充电截止。当电池电压回落到VCR（3.8V-4V，具体由IC决定），CO变为高电平，U2B导通，充电继续。VCR必须小于VC一个定值， 以防止频繁跳变。 9.过充保护的时候，即电池充满电的时候，U2B MOS截止了， 手机是不是就关机了呢？答案是肯定没有，不然的话手机开机 插着充电器充电，充满电就会自动关机了。 现在的MOS管生产工艺决定了，生产的时候都会形成一个寄生二极管（也叫体二极管，不用担心体二极管的耐流值，电池厂 都替你考虑了，放电是没问题的）MOS管标准的画法如上图。 充电保护的时候，B-到P-处于断开状态，停止充电。但U2B的 体二极管的方向与放电回路的电流方向相同，所以仍可对外负 载放电。当电芯两端电压低于4.3V时，U2B将退出充电保护状态，U2B重新导通，即B-与P-又重新接上，电芯又能进行正常 的充放电。 10.过放保护：当电池因放电而降低至设定值VD（2.3-2.5V），DO变为低电平，U2A截止，放电停止。P-到B-处于断开状态。当电池置于充电时，B-与P-通过U2A的体二极管接通，恢复到 一定电压后，D0重新置高，U2A重新导通。
简易锂电池保护IC 测试电路的设计
简易锂电池保护IC测试电路的设计 作者：中国地质大学蔡欢欢 由于锂电池的体积密度、能量密 度高，并有高达4.2V的单节电池 电压，因此在手机、PDA和数码相机等便携式电子产品中获得了广泛的应用。为了确保使用的安全性，锂电池在应用中必须有相应的电池管理电路来防止电池的过充电、过放电和过电流。锂电池保护IC超小的封装和很少的外部器件需求使它在单节锂电池保护电路的设计中被广泛采用。 然而，目前无论是正向（独立开发）还是反向（模仿开发）设计的国产锂电池保护IC由于技术、工艺的原因，实际参数通常都与标准参数有较大差别，在正向设计的IC中尤为突出，因此，测试锂电池保护IC的实际工作参数已经成为必要。目前市场上已经出现了专用的锂电池保护板测试仪，但价格普遍偏高，并且测试时必须先将IC焊接在电路板上。因此，本文中设计了一个简单的测试电路，借助普通的电子仪器就可以完成对锂电池保护IC的测试。 锂电池保护IC的工作原理 单节锂电池保护IC的应用电路很简单，只需外接2个电阻、2个电容和2个MOSFET，其典型应用电路如图1所示。 图1 锂电池保护IC的典型应用电路 锂电池保护IC测试电路设计
图2 锂电池保护IC测试电路 根据锂电池保护IC的工作原理设计的测试电路如图2所示，图3详细说明了图2中模块B 的电路。模块A在测试过流保护时为CS引脚提供电压，模拟图1中的CS引脚所探测到的电压。调整模块中的可变电位器可为CS引脚提供可变电源，控制其中的跳变开关可为CS 提供突变电压。模块B为电源，模拟为IC提供工作电压。调整电路中的可变电位器R7可为整个电路提供一个可变电压，在测试过充电保护电压和过放电保护电压时使用。控制模块中的开关S1的闭合为测试电路提供一个跳变电源，在测试IC的过充、过放和过流延迟时使用。跳线端口P1、P2在测试IC工作电流时使用，在测试其他参数时将开关S2导通即可。测试IC工作电流时，将电流表接在P1、P2上，将开关S2断开。模块C是用2个MOSFET 做成的微电流源，在测试OD、OC输出高、低电平时向该引脚吸、灌电流，只要MOSFET 选择恰当，可以满足测试需要。模块D是2片MOSFET集成芯片，相当于图1中的M1、M2，其中的两个端口在测试MOSFET漏电流时使用，在测试其他参数时要将这两个端口短接。模块E是一个IC插座，该插座用于放置待测IC，最多可以放置4片IC（测试时只能放一片IC），测试完以后可以将IC取出，不留任何痕迹，不影响IC的销售和再次测试。
SLM6900多节电池充电IC芯片电路
________________________特性 ●宽电压输入范围 ●300KHz 固定开关频率 ●预设三节或四节锂电池输出电压或充饱电压通过外围分压电阻设置●输出电压精度达到±1.0% ●充电状态双输出、无电池和故障状态显示●低电压涓流充电功能●软启动限制了浪涌电流●电池温度监测功能●极高的防浪涌电压能力● 采用TSSOP-14L 封装 ________________________应用 ●手持设备●笔记本电脑 ●便协式工业或医疗设备●电动工具 ● 锂电池或磷酸铁锂电池 ________________________概述 SLM6900是一款支持多类型锂电池或磷酸铁锂电池的充电电路，它预置了三节或四节锂电池充电模式，同时也支持通过外围分压电阻调节的其它输出电压模式。它是采用300KHz 固定频率的同步降压型转换器，因此具有很高的充电效率，自身发热量极小。 SLM6900包括完整的充电终止电路、自动再充电和一个精确度达±1.0%的充电电压控制电路，内部集成了输入低电压保护、输出短路保护、电池温度保护等多种功能。 SLM6900采用TSSOP-14L 封装，外围应用简单，作为大容量电池的高效充电器。 __________________最大额定值 ●COMP ：-0.3V~7.5V ●VIN ：-0.3V~45V （瞬时）-0.3V~30V （连续） ●其它脚：-0.3V~VIN+0.3V ●BAT 短路持续时间：连续●最大结温：145℃ ●工作环境温度范围：-40℃~85℃●贮存温度范围：-65℃~125℃● 引脚温度（焊接时间10秒）：260℃
引脚功能表 ____________________________________________________ 引脚名称说明 1DRV驱动管栅驱动 2PVCC驱动管驱动电压输入 3VCC芯片电源输入 4NCHRG电池充电指示 5NSTDBY电池完成指示 6NTC电池温度检测 7SEL充饱电压方案选择 8COMP环路稳定性补偿 9FB电池电压反馈 10ISN充电电流检测负端 11ISP充电电流检测正端 12GND小信号地 13PGND驱动管驱动地 14GVC驱动管栅电压钳位
电池保护板工作原来
锂电池保护板的主要参数 锂电池保护板主要由保护IC和MOS管构成 （1）保护IC主要参数 1) 封装 2) 过充电压 3) 过充释放电压 4) 过放电压 5) 过放释放电压 6) 耐压 (2) MOSFET主要参数 1) N沟、P沟 2) 内阻 3) 封装（TSSOP8 <简称薄片> 、SOP8<简称厚片>、SOT23-6等） 4) 耐电流 5) 耐电压 6) 内部是否连通 锂电池保护板的工作原理 锂电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,保护板有两个核心部件：一块保护IC，它是由精确的比较器来获得可靠的保护参数；另外是MOSFET串在主充放电回路中担当高速开关，执行保护动作。下面以D W01 配MOS管8205A进行讲解: 激活保护板的方法：当保护板P+、P-没有输出处于保护状态，可以短路B-、P-来激活保护板，这时，Dout、Cout均会处于低电平（保护IC此两端口是高电平保护，低电平常态）状态打开两个MOS开关。 1.锂电池保护板其正常工作过程为: 当电芯电压在2.5V至4.3V之间时，DW01 的第1脚、第3脚均输出高电平(等于供电电压)，第二脚电压为0V。此时DW01 的第1脚、第3脚电压将分别加到8205A的第5、4脚，8205A内的两个电子开关因其G极接到来自DW01 的电压，故均处于导通状态，即两个电子开关均处于开状态。此时电芯的负极与保护板的P-端相当于直接连通，保护板有电压输出。 2.保护板过放电保护控制原理: 当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01 内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01 将认为电芯电压已处于过放电电压状态，便立即断开第1脚的输出电压，使
锂电池保护IC
由于锂电池的体积密度、能量密度高，并有高达4.2V的单节电池电压，因此在手机、PDA 和数码相机等便携式电子产品中获得了广泛的应用。为了确保使用的安全性，锂电池在应用中必须有相应的电池管理电路来防止电池的过充电、过放电和过电流。锂电池保护IC超小的封装和很少的外部器件需求使它在单节锂电池保护电路的设计中被广泛采用。 然而，目前无论是正向（独立开发）还是反向（模仿开发）设计的国产锂电池保护IC由于技术、工艺的原因，实际参数通常都与标准参数有较大差别，在正向设计的IC中尤为突出，因此，测试锂电池保护IC的实际工作参数已经成为必要。目前市场上已经出现了专用的锂电池保护板测试仪，但价格普遍偏高，并且测试时必须先将IC焊接在电路板上。因此，本文中设计了一个简单的测试电路，借助普通的电子仪器就可以完成对锂电池保护IC的测试。 锂电池保护IC的工作原理 单节锂电池保护IC的应用电路很简单，只需外接2个电阻、2个电容和2个MOSFET，其典型应用电路如图1所示。 图1 锂电池保护IC的典型应用电路 锂电池保护IC测试电路设计
图2 锂电池保护IC测试电路 根据锂电池保护IC的工作原理设计的测试电路如图2所示，图3详细说明了图2中模块B的电路。模块A在测试过流保护时为CS引脚提供电压，模拟图1中的CS引脚所探测到的电压。调整模块中的可变电位器可为CS引脚提供可变电源，控制其中的跳变开关可为CS提供突变电压。模块B为电源，模拟为IC提供工作电压。调整电路中的可变电位器R7可为整个电路提供一个可变电压，在测试过充电保护电压和过放电保护电压时使用。控制模块中的开关S1的闭合为测试电路提供一个跳变电源，在测试IC的过充、过放和过流延迟时使用。跳线端口P1、P2在测试IC工作电流时使用，在测试其他参数时将开关S2导通即可。测试IC工作电流时，将电流表接在P1、P2上，将开关S2断开。模块C是用2个MOSFET 做成的微电流源，在测试OD、OC输出高、低电平时向该引脚吸、灌电流，只要MOSFET 选择恰当，可以满足测试需要。模块D是2片MOSFET集成芯片，相当于图1中的M1、M2，其中的两个端口在测试MOSFET漏电流时使用，在测试其他参数时要将这两个端口短接。模块E是一个IC插座，该插座用于放置待测IC，最多可以放置4片IC（测试时只能放一片IC），测试完以后可以将IC取出，不留任何痕迹，不影响IC的销售和再次测试。
锂电池保护板工作原理资料
锂电池保护板工作原理 锂电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,下面以DW01 配MOS管8205A进行讲解: 锂电池保护板其正常工作过程为: 当电芯电压在2.5V至4.3V之间时，DW01 的第1脚、第3脚均输出高电平(等于供电电压)，第二脚电压为0V。此时DW01 的第1脚、第3脚电压将分别加到8205A的第5、4脚，8205A内的两个电子开关因其G极接到来自DW01 的电压，故均处于导通状态，即两个电子开关均处于开状态。此时电芯的负极与保护板的P-端相当于直接连通，保护板有电压输出。 2.保护板过放电保护控制原理:
当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01 内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01 将认为电芯电压已处于过放电电压状态，便立即断开第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V，8205A内的开关管因第5脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上充电电压后，DW01 经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态，重新在第1脚输出高电压，使8205A内的过放电控制管导通，即电芯的B-与保护板的P-又重新接上，电芯经充电器直接充电。 4.保护板过充电保护控制原理: 当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯的电压将越来越高，当电芯电压升高到4.4V时,DW01 将认为电芯电压已处于过充电电压状态，便立即断开第3脚的输出电压，使第3脚电压变为0V，8205A内的开关管因第4脚无电压而关
磷酸铁锂电池充电器CN3059的原理应用
磷酸铁锂电池充电器CN3059的原理应用 磷酸铁锂电池是一种用磷酸铁锂（LiFePO4）材料作电池正极、用石墨 作电池负极的新型锂离子电池。 ?磷酸铁锂电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6±0.05V、终止放电 电压是2.0V。该电池与锂离子电池一样要求恒流、恒压充电，充电率范围是0.2～1C。 ?上海如韵电子有限公司在自主开发出单节锂电子充电器芯片CN3052及 CN3056后，2007年又开发出性能更好的单节磷酸铁锂充电器芯片CN3058 及CN3059，满足了市场的需求。本文将介绍CN3059。 ?特点与应用 ?CN3059是一种对单节磷酸铁锂电池进行恒流、恒压充电的充电器IC。用 该IC组成的充电器主要特点：充电电流可由一外设电阻RISET设定，最大 充电电流可达1A；输入电压4～6V，可采用USB接口或4.5～6V输出电压（输出电流1000～1500mA）的AC/DC适配器供电；充电器电路简单、外围元器件少、成本低；对过放电（电池电压＜2.0V）的电池有小电流预充电模式；内部有功率器理电路，若芯片的结温超过115℃时能自动降低充电电流 作过热保护，使用户可设置较大的充电电流，以提高充电效率；有两个LED 分别作充电状态指示及充电结束指示；有输入电压过低（＜3.61V）时的输出锁存功能、自动再充电功能、电池温度监测功能；采用小尺寸、散热增强性 的10引脚DFN封装；充电温度范围0～45℃或0～65℃(由充电电池参数决定)。 ?CN3059是磷酸铁锂电池的专用充电器IC，但它还有一个独特的特点：外 设一个电阻RVSET，它可以增加恒压充电的输出电压。利用这个独特的特点，
5A锂电池保护IC(XB8588)
XB8588D ____________________________________________________________________________________________________________________________ XySemi Inc - 1 - https://www.sodocs.net/doc/612278830.html, REV0.5 One Cell Lithium-ion/Polymer Battery Protection IC GENERAL DESCRIPTION The XB8588 series product is a high integration solution for lithium-ion/polymer battery protection. XB8588 contains advanced power MOSFET, high-accuracy voltage detection circuits and delay circuits. XB8588 is put into an TSSOP8 package and only one external component makes it an ideal solution in limited space of battery pack. XB8588 has all the protection functions required in the battery application including overcharging, overdischarging, overcurrent and load short circuiting protection etc. The accurate overcharging detection voltage ensures safe and full utilization charging. The low standby current drains little current from the cell while in storage. The device is not only targeted for digital cellular phones, but also for any other Li-Ion and Li-Poly battery-powered information appliances requiring long-term battery life. FEATURES · Protection of Charger Reverse Connection · Protection of Battery Cell Reverse Connection · Integrate Advanced Power MOSFET with Equivalent of 40m ? R DS(ON) · TSSOP8 Package · Only One External Capacitor Required · Over-temperature Protection · Overcharge Current Protection · Two-step Overcurrent Detection: -Overdischarge Current -Load Short Circuiting · Charger Detection Function · 0V Battery Charging Function - Delay Times are generated inside · High-accuracy Voltage Detection · Low Current Consumption - Operation Mode: 2.8μA typ. - Power-down Mode: 0.1μA max. · RoHS Compliant and Lead (Pb) Free APPLICATIONS ? One-Cell Lithium-ion Battery Pack ? Lithium-Polymer Battery Pack Figure 1. Typical Application Circuit
手机锂电池保护板相关知识1【最新】
保护板初步知识 1、保护板的由来 锂电池（可充型）之所以需要保护，是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材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保护板和一片电流保险器出现 . 2、主要保护能能 过充电保护功能过放电保护功能 过电流保护电流包括过流1 过流2 短路保护 3、保护板的组成和元件： 保护板通常包括控制IC、开关MOS、储存电容、识别电阻及辅助器件NTC/PTC等组成。其中控制IC在一切正常的情况下控制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过规定值时，它立刻控制MOS开关断开，保护电芯的安全。 PTC是正温度系数热敏电阻,NTC是负温度系数热敏电阻.PTC与NTC在应用上有不同的地方是:PTC在电路中可以做过电流保护,NTC主要是开关浪涌电流的抑制.他们也有共同的作用就是温度感测和侦测试 4、原理图及元件介绍 IC 它由精确的比较器来获得保护可靠的保护参数，主要参数： -过充电压 -过充恢复电压 -过放电压 -过放恢复电压 -过流检测电压 -短路保护电压 -耗电 MOSFET 串在主充放电回路中，担当高速开关，执行保护动作。我司所用的都是串在B- P-间。MOSFET包含三个电极：漏极（D）源极（S）栅极（G）；当G极为高电平时，D 极与S极导通，当G极为低电平时，D极与S极断开。主要参数: -内阻 -耐电流 -耐电压 -内部是否连通 -封装 FUSE PTC ：二次保护器件。 原理图：
正极:B+ FUSE P+ 负极:B- MOS(2、3)脚 MOS（1）脚接 MOS（8）脚 MOS（5、6）脚夫 P- 5、功能介绍： 通常状态：当电芯电压在2。5V---4。2V之间，IC的充电控制脚（第1脚）和放电管控制脚(第3脚)同时处于高电平,充电MOS、放电MOS同时打开，B-与P-连通,保护板有输出电压,能正常允放电. -过放状态:当电池接上手机等负载后，电芯电压渐渐降低，同时IC同部通过R1电阻实时监测电芯电压，当电芯电压降到IC的过放保护电压时，IC放电控制脚（第1脚）输出电压为0V，即低电平,放电MOS关闭,无输出电压。 - 过充状态：当电池通过充电器充电时，随着充电时间的增加，电芯电压越来越高，当电芯电压升高到过充保护电压时，IC将认为电芯处于过充电电压状态，IC的充电控制脚（第3脚）输出为低电平，即0V；此时充电MOS管关闭，B-与P-处于断开状态，充电回路切断，充电停止。保护板处于过充状态并一直保持。等到P+ P-之间接上负载后，因此时虽然充电管处于关闭状态，但其内部的二极管的正方向与放电回路的方向相同，故放电回路可以放电，当电芯电压被放低至过充电恢复电压以下时，充电管又导通，电芯的B-与保护板的P-又重新接上，电芯又能正常的充放电。 -过流及短路保护：当电池的负载电流超过IC的过流保护值时,IC的放电控制脚（第1脚）输出低电平，MOS管关闭。 3、 常见的问题点： -内阻大：决定电池内阻的器件有 PCB的线阻，MOS管的导通内阻， FUSE的内阻，电芯内阻及镍片的电阻。 解决方法：首先判断电芯内阻（一般要求小于60mΩ）是否超过标准，其次是测试保护板内阻（一般要求小于60mΩ）、FUSE内阻（一般要求小于15mΩ），最后检查镍片及接触电阻（一般要求小于15mΩ） -无电压无内阻（不能充放电等）：无电压无内阻通常是充电MOSFET关闭或放电MOSFET关闭或充放电MOS同时关闭，导致MOS管关闭的原因有 IC 不能正常工作或MOS管自身损坏或MOS连锡，虚焊。解决方法：先检查IC第5脚电压电否正常（电压与电芯电压相同），第6脚与B-是否连好，电芯电压是否正常，R1电阻是阻值是否正确，R1是否虚焊。其次检查IC的充电控制脚（3脚）和放电控制脚（5脚）电压是否正确（在通常的状态，IC的1、3脚都是高电平，等于电芯电压）。再次检查MOS是否短路，虚焊。 无ID（热敏）：ID电阻一端连接保护板的P-端子，一端连接保接保护板的ID端子，若有此类问题时，可首先确认线路是否导通，其次可确认电阻本身是否不良或是否连锡。 短路保护、过流保护不良：可先检查R2是否虚焊，IC的过流检测端子（IC的第2脚）是否虚焊，若无以上两种不良，那么应是IC本身损坏。
锂电保护IC行业应用
聚焦科技锂电保护IC系统开发应用 图一：开发依据图 通过依据图可开发不同行业不同应用方案： 特种电池管理系统： 低温锂电池/ 宽温锂电/ 钛酸锂电池/ 防爆锂电池 工业电池管理系统: 锂离子电池/ 磷酸铁锂电池/ 18650锂电池/ 聚合物锂电池
动力/储能管理系统: 12V锂电池/ 24V锂电池/ 36V锂电池/ 48V锂电池一对一定制化管理系统： 特种锂电池/ 机器人电池/ AGV锂电池/医疗锂电池 以下内容为可开发锂电保护系统具体行业和应用：一．特种锂离子电池和工业电池保护系统 1.极寒电池方案 电芯型号：18650/3.7V/2000mAh 电池规格：18650/4S1P/14.8V/2000mAh 标称电压：14.8V 标称容量：2000mAh 充电电压：16.8V 充电电流：≤1A 放电电流：1A 瞬间放电电流：2A 放电截止电压：10V 成品内阻：≤250mΩ 电池重量：385g
产品尺寸：101×76×28（Max） 充电温度：0～45℃ 放电温度：-40～60 ℃ 存储温度：-20～20 ℃ 电池外壳：Al6061铝合金 锂电保护：短路保护，过充保护，过放保护，过流保护。 应用领域：无线综测设备 产品特点 低温工作：采用军品级低温电芯，确保在-40度低温下工作；可靠连接：采用方形航空连接器，快捷，安全，可靠； 电池组循环寿命高，符合低碳、节能、环保价值理念； 2.(21.6V 8800mAh 轨道检测仪低温锂电池) 电芯型号：18650/3.7V/2200mAh 电池规格：18650-6S4P/21.6V/8800mAh 标称电压：21.6V 标称容量：8800mAh 充电电压：25.2V 充电电流：≤4.4A 放电电流：8A 瞬间放电电流：12A 放电截止电压：15V
锂电池保护芯片原理
锂电池保护原理 锂电池保护板就是对串联锂电池组得充放电保护;在充满电时能保证各单体电池之间得电压差异小于设定值(一般±2０mV),实现电池组各单体电池得均充,有效地改善了串联充电方式下得充电效果；同时检测电池组中各个单体电池得过压、欠压、过流、短路、过温状态，保护并延长电池使用寿命；欠压保护使每一单节电池在放电使用时避免电池因过放电而损坏。 成品锂电池组成主要有两大部分,锂电池芯与保护板,锂电池芯主要由正极板、隔膜、负极板、电解液组成;正极板、隔膜、负极板缠绕或层叠,包装,灌注电解液,封装后即制成电芯，锂电池保护板得作用很多人都不知道，锂电池保护板，顾名思义就就是保护锂电池用得,锂电池保护板得作用就是保护电池不过放、不过充、不过流,还有就就是输出短路保护。 01锂电池保护板组成
1、控制iｃ, 2、开关管,另外还加一些微容与微阻而组成。控制iｃ作用就是对电池得保护,如达到保护条件就控制ｍos进行断开或闭合（如电池达到过充、过放、短路、过流、等保护条件),其中mｏs管得作用就就是开关作用，由控制ic开控制。锂电池(可充型)之所以需要保护,就是由它本身特性决定得。由于锂电池本身得材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得保护板与一片电流保险器出现。锂电池得保护功能通常由保护电路板与ＰTＣ协同完成，保护板就是由电子电路组成,在-40℃至+85℃得环境下时刻准确得监视电芯得电压与充放回路得电流。 02保护板得工作原理 1、过充保护及过充保护恢复 当电池被充电使电压超过设定值VC(４、２5－4、35V,具体过充保护电压取决于IC)后,VD1翻转使Cout变为低电平,T1截止，充电停止、当电池电压回落至ＶCＲ(3、８-4、１Ｖ,具体过充保护恢复电压取决于IＣ）时，Cout变为高电平,T1导通充电继续, VCR必须小于ＶC一个定值,以防止频繁跳变。 2、过放保护及过放保护恢复 当电池电压因放电而降低至设定值VD(２、3-２、5V,具体过充保护电压取决于IC)时, VD2翻转,以短时间延时后,使Dout变为低电平,T2截止,放电停止，当电池被置于充电时,内部或门被翻转而使T2再次导通为下次放电作好准备。 3、过流、短路保护 当电路充放回路电流超过设定值或被短路时,短路检测电路动作,使MOS管关断,电流截止。
锂电池保护芯片原理
锂电池保护原理 锂电池保护板是对串联锂电池组的充放电保护；在充满电时能保证各单体电池之间的电压差异小于设定值（一般±20mV），实现电池组各单体电池的均充，有效地改善了串联充电方式下的充电效果；同时检测电池组中各个单体电池的过压、欠压、过流、短路、过温状态，保护并延长电池使用寿命；欠压保护使每一单节电池在放电使用时避免电池因过放电而损坏。 成品锂电池组成主要有两大部分，锂电池芯和保护板，锂电池芯主要由正极板、隔膜、负极板、电解液组成；正极板、隔膜、负极板缠绕或层叠，包装，灌注电解液，封装后即制成电芯，锂电池保护板的作用很多人都不知道，锂电池保护板，顾名思义就是保护锂电池用的，锂电池保护板的作用是保护电池不过放、不过充、不过流，还有就是输出短路保护。 01锂电池保护板组成
1、控制ic， 2、开关管，另外还加一些微容和微阻而组成。控制ic 作用是对电池的保护，如达到保护条件就控制mos进行断开或闭合（如电池达到过充、过放、短路、过流、等保护条件），其中mos管的作用就是开关作用，由控制ic开控制。锂电池（可充型）之所以需要保护，是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材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保护板和一片电流保险器出现。锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC协同完成，保护板是由电子电路组成，在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流。 02保护板的工作原理 1、过充保护及过充保护恢复 当电池被充电使电压超过设定值VC(4.25-4.35V，具体过充保护电压取决于IC)后，VD1翻转使Cout变为低电平，T1截止，充电停止.当电池电压回落至VCR(3.8-4.1V，具体过充保护恢复电压取决于IC)时，Cout变为高电平，T1导通充电继续，VCR 必须小于VC一个定值，以防止频繁跳变。 2、过放保护及过放保护恢复 当电池电压因放电而降低至设定值VD（2.3-2.5V，具体过充保护电压取决于IC）时，VD2翻转，以短时间延时后，使Dout变为低电平，T2截止，放电停止，当电池被置于充电时，内部或门被翻转而使T2再次导通为下次放电作好准备。 3、过流、短路保护 当电路充放回路电流超过设定值或被短路时，短路检测电路动作，使MOS管关断，电流截止。
锂电池组保护板均衡充电基本工作原理
成组锂电池串联充电时，应保证每节电池均衡充电，否则使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。常用的均衡充电技术有恒定分流电阻均衡充电、通断分流电阻均衡充电、平均电池电压均衡充电、开关电容均衡充电、降压型变换器均衡充电、电感均衡充电等。而现有的单节锂电池保护芯片均不含均衡充电控制功能;多节锂电池保护芯片均衡充电控制功能需要外接CPU，通过和保护芯片的串行通讯（如I2C总线）来实现，加大了保护电路的复杂程度和设计难度、降低了系统的效率和可靠性、增加了功耗。 本文针对动力锂电池成组使用，各节锂电池均要求充电过电压、放电欠电压、过流、短路的保护，充电过程中要实现整组电池均衡充电的问题，设计了采用单节锂电池保护芯片对任意串联数的成组锂电池进行保护的含均衡充电功能的电池组保护板。仿真结果和工业生产应用证明，该保护板保护功能完善，工作稳定，性价比高，均衡充电误差小于50mV。 锂电池组保护板均衡充电基本工作原理 采用单节锂电池保护芯片设计的具备均衡充电能力的锂电池组保护板示意图如图1所示。其中：1为单节锂离子电池;2为充电过电压分流放电支路电阻;3为分流放电支路控制用开关器件;4为过流检测保护电阻;5为省略的锂电池保护芯片及电路连接部分;6为单节锂电池保护芯片（一般包括充电控制引脚CO，放电控制引脚DO，放电过电流及短路检测引脚VM，电池正端VDD，电池负端VSS等）;7为充电过电压保护信号经光耦隔离后形成并联关系驱动主电路中充电控制用MOS管栅极;8为放电欠电压、过流、短路保护信号经光耦隔离后形成串联关系驱动主电路中放电控制用MOS管栅极;9为充电控制开关器件;10为放电控制开关器件;11为控制电路;12为主电路;13为分流放电支路。单节锂电池保护芯片数目依据锂电池组电池数目确定，串联使用，分别对所对应单节锂电池的充放电、过流、短路状态进行保护。该系统在充电保护的同时，通过保护芯片控制分流放电支路开关器件的通断实现均衡充电，该方案有别于传统的在充电器端实现均衡充电的做法，降低了锂电池组充电器设计应用的成本。