鋰電PACK—基本知識(shí)以及異常培訓(xùn)

1、德微電子有限公司德微電子有限公司 鋰電池(可充型)之所以需要保護(hù)，是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、短路及超高溫充放電，因此鋰電池鋰電組件總會(huì)跟著一塊精致的保護(hù)板和一片電流保險(xiǎn)器出現(xiàn)。 鋰電池的保護(hù)功能通常由保護(hù)電路板和PTC等電流器件協(xié)同完成，保護(hù)板是由電子電路組成，在-40至+85的環(huán)境下時(shí)刻準(zhǔn)確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流，及時(shí)控制電流回路的通斷；PTC在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。保護(hù)板電芯PTC 保護(hù)板通常包括控制IC、MOS開關(guān)及輔助器件NTC、ID存儲(chǔ)器等。其中控制IC，在一切正常的情況下控制MOS開關(guān)導(dǎo)通，使電芯與外電路溝通，而

2、當(dāng)電芯電壓或回路電流超過(guò)規(guī)定值時(shí)，它立刻控制MOS開關(guān)關(guān)斷，保護(hù)電芯的安全。 NTC是Negative temperature coefficient的縮寫，意即負(fù)溫度系數(shù)，在環(huán)境溫度升高時(shí)，其阻值降低，使用電設(shè)備或充電設(shè)備及時(shí)反應(yīng)、控制內(nèi)部中斷而停止充放電。 ID是Identification 的縮寫，即身份識(shí)別的意思它分為兩種：一是存儲(chǔ)器，常為單線接口存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)電池種類、生產(chǎn)日期等信息；二是識(shí)別電阻。兩者可起到產(chǎn)品的可追溯和應(yīng)用的限制。MOS管電阻PCB保護(hù)IC電容1、導(dǎo)通電阻：定義：當(dāng)充電電流為500mA時(shí)，MOS管的導(dǎo)通阻抗。 由于通訊設(shè)備的工作頻率較高，數(shù)據(jù)傳輸要求誤碼率低，其脈沖

3、串的上升及下降沿陡，故對(duì)電池的電流輸出能力和電壓穩(wěn)定度要求高，因此保護(hù)板的MOS管開關(guān)導(dǎo)通時(shí)電阻要小，單節(jié)電芯保護(hù)板通常要求70m，如太大會(huì)導(dǎo)致通訊設(shè)備工作不正常，如手機(jī)在通話時(shí)突然斷線、電話接不通、噪聲等現(xiàn)象。2、自耗電流 定義：IC工作電壓為3.6V，空載狀態(tài)下，流經(jīng)保護(hù)IC的工 作電流，一般極小. 保護(hù)板的自耗電流直接影響電池的待機(jī)時(shí)間，通常規(guī)定保護(hù)板的自耗電流小于20微安.3、電流能力 保護(hù)板作為鋰電芯的安全保護(hù)器件,既要在設(shè)備的正常工作電流范圍內(nèi),能可靠工作,又要在當(dāng)電池被意外短路或過(guò)流時(shí)能迅速動(dòng)作,使電芯得到保護(hù).5、機(jī)械性能、溫度適應(yīng)能力、抗靜電能力 保護(hù)板必須能通過(guò)國(guó)標(biāo)規(guī)定的震

4、動(dòng),沖擊試驗(yàn);保護(hù)板在-40到85能安全工作,能經(jīng)受15KV的非接觸ESD靜電測(cè)試.IC過(guò)放控制過(guò)充控制+-充電FUSE電芯MOS管123123-+-+-+電平轉(zhuǎn) 換短 路檢測(cè)延 時(shí)123456VD1VD2VD3VddCtVssDoutCoutV-SDGSDGLi-ion電 池芯電池組件 負(fù) 極電池組件 正 極T1T2如圖中，IC由電芯供電，電壓在1.5v10v均能保證可靠工作。當(dāng)電池被充電使電壓超過(guò)設(shè)定值VC(4.25-4.35V)后， VD1翻轉(zhuǎn)使Cout變?yōu)榈碗娖?，T1截止，充電停止，當(dāng)電池電壓回落至VCR(3.8-4.1V)時(shí)，Cout變?yōu)楦唠娖剑琓1導(dǎo)通充電繼續(xù)， VCR小于VC一個(gè)

5、定值，以防止電流頻繁跳變。123123-+-+-+電平轉(zhuǎn) 換短 路檢測(cè)延 時(shí)123456VD1VD2VD3VddCtVssDoutCoutV-SDGSDGLi-ion電 池芯電池組件 負(fù) 極電池組件 正 極T1T21、過(guò)充保護(hù)IC電量過(guò)放控制過(guò)充控制+-充電IC電量過(guò)放控制過(guò)充控制+-充電IC電量過(guò)放控制過(guò)充控制+-充電IC電量過(guò)放控制過(guò)充控制+-充電IC電量過(guò)放控制過(guò)充控制+-充電4.25-4.35V3.8-4.1V 當(dāng)電池電壓因放電而降低至設(shè)定值VD（2.3-2.5V）時(shí)， VD2翻轉(zhuǎn)，以IC內(nèi)部固定的短時(shí)間延時(shí)后，使Dout變?yōu)榈碗娖?，T2截止，放電停止。123123-+-+-+電平轉(zhuǎn)

6、換短 路檢測(cè)延 時(shí)123456VD1VD2VD3VddCtVssDoutCoutV-SDGSDGLi-ion電 池芯電池組件 負(fù) 極電池組件 正 極T1T22、過(guò)放保護(hù)電量過(guò)放控制過(guò)充控制-IC+放電LOAD電量過(guò)放控制過(guò)充控制-IC+放電LOAD電量放電IC+LOAD電量-放電IC+LOAD電壓-放電2.3-2.5VIC+LOAD 當(dāng)電路放電電流超過(guò)設(shè)定值或輸出被短路時(shí)，過(guò)流、短路檢測(cè)電路動(dòng)作，使MOS管關(guān)斷，電流截止。123123-+-+-+電平轉(zhuǎn) 換短 路檢測(cè)延 時(shí)123456VD1VD2VD3VddCtVssDoutCoutV-SDGSDGLi-ion電 池芯電池組件 負(fù) 極電池組件

7、正 極T1T23、過(guò)流、短路保護(hù)IC電流門限過(guò)放控制過(guò)充控制+-放電IC過(guò)放控制過(guò)充控制+-放電電流門限1、原理框圖同單節(jié)電芯一樣，在多節(jié)電芯保護(hù)電路中，保護(hù)板同樣必須能對(duì)電芯提供過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、短路等保護(hù)。IC過(guò)放控制過(guò)充控制-n節(jié)電芯+2、工作過(guò)程說(shuō)明：以用美舒美MM1414保護(hù)IC的四節(jié)電芯保護(hù)板為例。原理圖如下圖所示。C?C2C1C7R5R6R7R8C6C5C4P-CHFETP-CHFETPNPR1R2R3R9C3R41234567891011121314151617181920P+P-OVCSDCHGCDCCOLCOVGNDSELCONV1V2V3V4VCC For overcha

8、rgeOvercharge detection voltageCell voltageOV pin(for pull up)Sensing deadNormal stateOverchargeNormal stateOvercharge release voltageCharge OFF For overdischargeCell voltageOverdischarge detection voltageCON pinDCHG pinSensing deadDischarge OFFCharge startDischarge resume voltageNormal stateExterna

9、l controlNormal stateOverdischargeNormal stateexternal stateNormal state For overcurrentSensing deadCS pinDCHG pinNormal stateovercurrentNormal stateReset deadovercurrentCurrent flows from CS pinLoad release我司現(xiàn)主要產(chǎn)品：TCL、康佳、波導(dǎo)、科健、南方高科、恒基偉業(yè)、ATL、美國(guó)郎訊、3G、芬蘭威瑪?shù)榷嗫钍謾C(jī)、掌上電腦的原裝電池之設(shè)計(jì)生產(chǎn)。還成功的為美國(guó)休斯公司設(shè)計(jì)了衛(wèi)星配件產(chǎn)品電源核心部件，為國(guó)內(nèi)某軍工企業(yè)設(shè)計(jì)開發(fā)了