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什么是锂电池掩护板,掩护板的基础 知识和不良剖析 !

锂电池掩护板是对串联锂电池组的充放电掩护;在充溢 电时能保险 各单体电池之间的电压分别 小于设定值(一样往常 ±20mV),完成 电池组各单体电池的均充,有用 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、过温形状 ,掩护并延伸 电池运用 寿命;欠压掩护使每一单节电池在放电运用 时阻止 电池因过放电而损坏。


  制品锂电池组成主要 有两大局限 ,锂电池芯和掩护板,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 、负极板纠葛 或层叠,包装,灌注电解液,封装后即制成电芯,锂电池掩护板的作用许多人都不知道 ,锂电池掩护板,望文生义 就是掩护锂电池用的,锂电池掩护板的作用是掩护电池不过 放、不过 充、不过 流,尚有 就是输入 短路掩护。


01
锂电池掩护板组成


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 作用是对电池的掩护,如抵达 掩护条件就控制mos举行 断开或紧闭 (如电池抵达 过充、过放、短路、过流、等掩护条件),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)之以是 需求 掩护,是由它自己 特征 决议 的。因为 锂电池自己 的质料决议 了它不行 被过充、过放、过流、短路及超高温 充放电,是以 锂电池锂电组件总会随着一块细腻 的掩护板和一片电流维护 器泛起。锂电池的掩护成效 通常由掩护电路板和PTC协同完成,掩护板是由电子电路组成,在-40℃至+85℃的情形 下时辰 准确 的监视电芯的电压和充放回路的电流。


02
掩护板的事情原理


1、过充掩护及过充掩护恢复


当电池被充电使电压凌驾设定值VC(4.25-4.35V,详细 过充掩护电压取决于IC)后,VD1翻转使Cout变成 低电平,T1阻止 ,充电阻止 .当电池电压回落至VCR(3.8-4.1V,详细 过充掩护恢来电 压取决于IC)时,Cout变成 高电平,T1导通充电继续 , VCR必需 小于VC一个定值,以防止 频仍 跳变。


2、过放掩护及过放掩护恢复


当电池电压因放电而降低至设定值VD(2.3-2.5V,详细 过充掩护电压取决于IC)时, VD2翻转,以短时间 延时后,使Dout变成 低电平,T2阻止 ,放电阻止 ,当电池被置于充电时,外部 或门被翻转而使T2再次导通为下次放电作好预备 。


3、过流、短路掩护


当电路充放回路电流凌驾设定值或被短路时,短路检测电路举动 ,使MOS管关断,电流阻止 。



03
掩护板主要 零件的成效 先容



R1:基准供电电阻;与IC外部 电阻构成分 压电路,控制外部 过充、过放电压竞赛 器的电平翻转;一样往常 在阻值为330Ω、470Ω竞赛 多;当封装方式 (即用尺度元件的长和宽来表现 元件巨细,如0402封装标志 此元件的长和宽划分为1.0mm和0.5mm)较大时,会用数字标志 其阻值,如贴片电阻上数字标志 473, 即表现 其阻值为47000Ω即47KΩ(第三位数体如今 前两位前面 加0的位数)。


R2:过流、短路检测电阻;经过 检测VM端电压控制掩护板的电流 ,焊接不良、损坏会形成 电池过流 、短路无掩护,一样往常 阻值为1KΩ、2KΩ较多。

R3:ID识别 电阻或NTC电阻(前面 有先容 )或两者都有。


总结:电阻在掩护板中为玄色贴片,用万用表可测其阻值,当封装较大时其阻值会用数字表现 ,表现 要领如上所述,虽然电阻阻值一样往常 都有误差 ,每个电阻都有精度规格,如10KΩ电阻规格为+/-5%精度则其阻值为9.5KΩ -10.5KΩ规模内都为及格。


C1、C2:因为 电容中间 电压不行 突变 ,起瞬间 稳压和滤波作用。总结:电容在掩护板中为黄色贴片,封装方式 0402较多,也有少数 0603封装(1.6mm长,0.8mm宽);用万用表检测其阻值一样往常 为有限 大或MΩ级别;电容泄电 会发作 自耗电大,短路无自恢复征象 。FUSE:深刻 FUSE或PTC(Positive Temperature Coefficient的缩写,意旨 是正温度系数);防止 不喧嚣 大电流和高温 放电的发作 ,其中PTC有自恢复成效 。


总结:FUSE在掩护板中一样往常 为白色贴片,LITTE公司提供FUSE会在FUSE上标志 字符D-T,字符表现 意旨 为FUSE能遭受 的额外 电流,如表现 D额外 电流为0.25A,S为4A,T为5A等。


U1:控制IC;掩护板一切 成效 都是IC经过 监视毗邻 在VDD-VSS间的电压差及VM-VSS间的电压差而控制C-MOS执行开关举动 来完成 的。


Cout:过充控制端;经过 MOS管T2栅极电压控制MOS管的开关。


Dout:过放、过流、短路控制端;经过 MOS管T1栅极电压控制MOS管的开关。


VM:过流、短路掩护电压检测端;经过 检测VM端的电压完成 电路的过流、短路掩护


(U(VM)=I*R(MOSFET))。


总结:IC在掩护板中一样往常 为6个管脚的封装方式 ,其区别管脚的要领为:在封装体上标志 黑点的周围 为第1管脚,然后逆时针旋转划分为第2、3、4、5、6管脚;如封装体上无黑点标志 ,则正看封装体上字符左下为第1管脚,其他 管脚逆时针类推)C-MOS:场效应开关管;掩护成效 的完成 者 ;连焊、虚焊、假焊、击穿时会形成 电池无掩护、无显示、输入 电压高等 不良征象 。


总结:CMOS在掩护板中一样往常 为8个管脚的封装方式 ,它时由两个MOS管组成,相当于两个开关,划分控制过充掩护和过放、过流、短路掩护;其管脚区分要领和IC一样。


在掩护板正常情形 下,Vdd为高电平,Vss、VM为低电平,Dout、Cout为高电平;当Vdd、Vss、VM任何一项参数变幻 时,Dout或Cout的电平将发作 转变 ,此时MOSFET执行照应 的举动 (开、关电路),从而完成 电路的掩护和恢复成效 。



04
掩护板稀有 不良剖析


一、 无显示、输入 电压低、带不起负载:


此类不良首先扫除 电芯不良(电芯原来无电压或电压低),若是 电芯不良则应实验 掩护板的自耗电,看能否 是掩护板自耗电过大招致 电芯电压低。若是 电芯电压正常,则是因为 掩护板整个回路欠亨 (元器件虚焊、假焊、FUSE不良、PCB板外部 电路欠亨 、过孔欠亨 、MOS、IC损坏等)。详细 剖析 顺序 如下:


(一)、用万用表黑表笔接电芯负极,红表笔依次 接FUSE、R1电阻中间 ,IC的Vdd、Dout、Cout端,P+端(假定 电芯电压为3.8V),逐段举行 剖析 ,此几个实验 点都应为3.8V。若不是,则此段电路有效果 。


1. FUSE中间 电压有转变 :实验 FUSE能否 导通,若导通则是PCB板外部 电路欠亨 ;若不导通则FUSE有效果 (来料不良、过流损坏(MOS或IC控制失效 )、材质有效果 (在MOS或IC举动 之前FUSE被烧坏),然后用导线短接FUSE,继续 往后剖析 。


2. R1电阻中间 电压有转变 :实验 R1电阻值,若电阻值异常,则多是 虚焊,电阻自己 断裂。若电阻值无异常,则多是 IC外部 电阻泛起效果 。


3. IC实验 端电压有转变 :Vdd端与R1电阻相连。Dout、Cout端异常,则是因为 IC虚焊或损坏。


4. 若前面 电压都无转变 ,实验 B-到P+间的电压异常,则是因为 掩护板正极过孔欠亨 。


(二)、万用表红表笔接电芯正极,激活MOS管后,黑表笔依次 接MOS管2、3脚,6、7脚,P-端。


1.MOS管2、3脚,6、7脚电压有转变 ,则表现 MOS管异常。


2.若MOS管电压无转变 ,P-端电压异常,则是因为 掩护板负极过孔欠亨 。


二、 短路无掩护:


1. VM端电阻泛起效果 :可用万用表一表笔接IC2脚,一表笔接与VM端电阻相连的MOS管管脚,确认其电阻值巨细。看电阻与IC、MOS管脚有无 虚焊。


2. IC、MOS异常:因为 过放掩护与过流、短路掩护共用一个MOS管,若短路异常是因为 MOS泛起效果 ,则此板应无过放掩护成效 。


3. 以上为正常形状 下的不良,也能够 泛起IC与MOS设置 不良惹起 的短路异常。如前期 泛起的BK-901,其型号为‘312D’的IC内延迟时间 过长,招致 在IC作出照应 举动 控制之前MOS或其它元器件已被损坏。注:其中确定IC或MOS能否 发作 异常最浅易、直接的要领就是对有嫌疑 的元器件举行 交流 。


三、 短路掩护无自恢复:


1. 设计时所用IC原来没有自恢复成效 ,如G2J,G2Z等。


2. 仪器设置短路恢复时间 过短,或短路实验 时未将负载移开,如用万用表电压档举行 短路表笔短接后未将表笔从实验 端移开(万用表相当于一个几兆的负载)。


3. P+、P-间泄电 ,如焊盘之间存在带杂质的松香,带杂质的黄胶或P+、P-间电容被击穿,IC Vdd到Vss间被击穿.(阻值只要 几K到几百K)。


4. 若是 以上都没效果 ,能够 IC被击穿,可实验 IC各管脚之间阻值。


四、 内阻大:


1. 因为 MOS内阻相对 竞赛 动摇 ,泛起内阻大情形 ,首先嫌疑 的应当 是FUSE或PTC这些内阻相对 竞赛 容易发作 转变 的元器件。


2. 若是 FUSE或PTC阻值正常,则视掩护板结构 检测P+、P-焊盘与元器件面之间的过孔阻值,能够 过孔泛起微断征象 ,阻值较大。


3. 若是 以上多没有效果 ,就要嫌疑 MOS能否 泛起异常:首先确定焊接有无 效果 ;其次看板的厚度(能否 容易弯折),因为 弯折时能够 招致 管脚焊接处异常;再将MOS管放到显微镜下视察能否 破碎 ;最后 用万用表实验 MOS管脚阻值,看能否 被击穿。


五、 ID异常:


1. ID电阻自己 因为 虚焊、断裂或因电阻材质不过 关而泛起异常:可重新焊接电阻中间 ,若重焊后ID正常则是电阻虚焊,若断裂则电阻会在重焊后从中裂开。


2. ID过孔不导通:可用万用表实验 过孔中间 。


3. 外部 线路泛起效果 :可刮开阻焊漆看外部 电路有无 断开、短路征象 。


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