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锂电池保护板的知识全在这里

锂电池保护板的作用

对串联锂电池组的充放电保护。

锂电池保护板主要构成元素

保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件NTC、ID存储器等。其中控制IC,在一切正常的情况下控制MOS开关导通,使电芯与外电路沟通,而当电芯电压或回路电流超过规定值时,它立刻(数十毫秒)控制MOS开关关断,保护电芯的安全。NTC是Negative temperaturecoefficient的缩写,意即负温度系数,在环境温度升高时,其阻值降低,使用电设备或充电设备及时反应、控制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限制。

锂电池保护板的工作原理

锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC等电流器件协同完成,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,及时控制电流回路的通断;PTC在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。

普通锂电池保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件FUSE、PTC、NTC、ID、存储器等。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开关关断,保护电芯的安全。

在保护板正常的情况下,Vdd为高电平,Vss,VM为低电平,DO、CO为高电平,当Vdd,Vss,VM任何一项参数变换时,DO或CO端的电平将发生变化。

锂电池保护板功能说明

1、 将锂电池与保护板按接线图连接

保护电路分别检测串联电池组中每只电池的电压和电流,控制电池组的充放电过程。电池组中每只电池的电压均在过充检测电压和过放检测电压之间,并且

输出无短路现象时,MOS管导通,通P+、P-可对电池组进行放电操作;

2、电池组过放保护功能

串联电池组中的任意一只电池的电压下降到过放检测电压并且达到过放延时时间时,过放保护功能启动,切断放电MOS管,禁止电池组对外输出电流,保护电池组安全,电路板进入休眠状态,电路板消耗电流为休眠电流以下,进入休眠状态的电路只有在连接充电器后,并且电池电压超过过放恢复电压后才能恢复;

3、电池组过充保护功能

通过P+和C-对电池组充电过程中,当任何一节电池电压上升到电池过充检测电压,并且超过过充延时时间时,过充保护功能启动,切断充电MOS管,禁止对电池组充电,保护电池组安全,当电池组连接负载放电或者电池电压下降到过充恢复电压以下时,过充状态被恢复;

4、电池组短路保护功能

当电池组放电端口P+和P-发生短路时,保护电路会在短路保护延时时间后,切断放电MOS管,禁止电池组对外放电,当外部短路被移除后,电路自动恢复; 5、电池组过流保护功能

当电池组放电端口P+和P-发生过电流现象时,保护电路会在过流保护延时时间后,切断放电MOS管,禁止电池组对外放电,当外部短路被移除后,电路自动恢复。

6、电池组充电均衡功能

由于电池的匹配或者外界环境影响而导致电池组中每只电池电池电压产生差异时,若串联各组之间的电池电压差异超过设置值时允许均衡电路工作,均衡在充电过程中启动,均衡电阻对相对容量最高的电池组进行放电,均衡电流为均衡吸收电流值,以此来降低电池组电压上升速度,当串联各组电池电压差异小于设置值时时,禁止均衡电路工作,无任何均衡电。

锂电池保护板性能测试方法

1.NTC电阻测试:

用万用表直接测量NTC电阻值,再与《温度变化与NTC阻值对照指导》对比。

2.识别电阻测试:

用万用表直接测量识别电阻值,再与《保护板重要项目管理表》对比。

3.自耗电测试:

调恒流源为3.7V/500mA;万用表设置为uA档,表笔插入uA接孔,然后与恒流源串联起来接保护板B+、B-此时万用表的读数即为保护板的自耗电,如无读数用镊子或锡线短接B-、P-,激活电路。

4.短路保护测试:

电芯接到保护板B+、B-上,用镊子或锡线短接B-、P-,再短接P+、P-;短路后用万用表测保护板开路电压;反复短接3-5次,此时万用表读数应与电芯一致,保护板应无冒烟、爆裂等现象。锂易安测试仪的灯应逐次点亮,表示性能OK。按显示键检查测试数据:‘Chg’表示过充保护电压;‘Dis’表过放保护电压;‘Ocur’表示过流保护电流。

锂电池保护板故障分析

无显示、输出电压低、带不起负载:

此类不良首先排除电芯不良(电芯本来无电压或电压低),如果电芯不良则应测试保护板的自耗电,看是否是保护板自耗电过大导致电芯电压低。如果电芯电压正常,则是由于保护板整个回路不通(元器件虚焊、假焊、FUSE不良、PCB板内部电路不通、过孔不通、MOS、IC损坏等)。具体分析步骤如下:

用万用表黑表笔接电芯负极,红表笔依次接FUSE、R1电阻两端,IC的Vdd、Dout、Cout端,P+端(假设电芯电压为3。8V),逐段进行分析,此几个测试点都应为3。8V。若不是,则此段电路有问题。

1. FUSE两端电压有变化:测试FUSE是否导通,若导通则是PCB板内部电路不通;若不导通则FUSE有问题(来料不良、过流损坏(MOS或IC控制失效)、材质有问题(在MOS或IC动作之前FUSE被烧坏),然后用导线短接FUSE,继续往后分析。

2. R1电阻两端电压有变化:测试R1电阻值,若电阻值异常,则可能是虚焊,电阻本身断裂。若电阻值无异常,则可能是IC内部电阻出现问题。

3. IC测试端电压有变化:Vdd端与R1电阻相连。Dout、Cout端异常,则是由于IC虚焊或损坏。

4. 若前面电压都无变化,测试B-到P+间的电压异常,则是由于保护板正极过孔不通。

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脚电压有变化,则表示MOS管异常。

2.若MOS管电压无变化,P-端电压异常,则是由于保护板负极过孔不通。

短路无保护

1. VM端电阻出现问题: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,确认其电阻值大小。看电阻与IC、MOS管脚有无虚焊。

2。 IC、MOS异常:由于过放保护与过流、短路保护共用一个MOS管,若短路异常是由于MOS出现问题,则此板应无过放保护功能。

3。 以上为正常状况下的不良,也可能出现IC与MOS配置不良引起的短路异常。如前期出现的BK-901,其型号为‘312D’的IC内延迟时间过长,导致在IC作出相应动作控制之前MOS或其它元器件已被损坏。

注:其中确定IC或MOS是否发生异常最简易、直接的方法就是对有怀疑的元器件进行更换。

短路保护无自恢复:

1. 设计时所用IC本来没有自恢复功能,如G2J,G2Z等。

2。 仪器设置短路恢复时间过短,或短路测试时未将负载移开,如用万用表电压档进行短路表笔短接后未将表笔从测试端移开(万用表相当于一个几兆的负载)。

3。 P+、P-间漏电,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.(阻值只有几K到几百K).

4. 如果以上都没问题,可能IC被击穿,可测试IC各管脚之间阻值。

内阻大:

1。 由于MOS内阻相对比较稳定,出现内阻大情况,首先怀疑的应该是FUSE或PTC这些内阻相对比较容易发生变化的元器件。

2. 如果FUSE或PTC阻值正常,则视保护板结构检测P+、P-焊盘与元器件面之间的过孔阻值,可能过孔出现微断现象,阻值较大。

3. 如果以上多没有问题,就要怀疑MOS是否出现异常:首先确定焊接有没有问题;其次看板的厚度(是否容易弯折),因为弯折时可能导致管脚焊接处异常;再将MOS管放到显微镜下观测是否破裂;最后用万用表测试MOS管脚阻值,看是否被击穿。

ID异常:

1. ID电阻本身由于虚焊、断裂或因电阻材质不过关而出现异常:可重新焊接电阻两端,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:可用万用表测试过孔两端。

3。 内部线路出现问题:可刮开阻焊漆看内部电路有无断开、短路现象。

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