電池保護(hù)板電路

保護(hù)板電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識電路的基本原理保護(hù)板的作用保護(hù)板顧名思義就是起保護(hù)作用，其主要的功能有三個(gè)：1、過充保護(hù)功能2、過放保護(hù)功能3、過流保護(hù)功能另外在電池的裝配中也能對電池的極耳和輸出轉(zhuǎn)接起到一定的作用保護(hù)板主要元器件A、主要使用的主控IC：

精工S-8261系列、S-8232系列；

Mitsumi的MM3077系列、MM1414系列；B、常使用的MOSFET有：

ALPHA&OMEGA的AO8810SANYO的FTD2017TOSHIBA的TPCS8212

常規(guī)內(nèi)阻一般按30mΩ計(jì)算C、其他的外圍電阻、電容等

IC的主要參數(shù)選擇過充保護(hù)電壓值（常規(guī)為4.28V±20mV）過放保護(hù)電壓值（常規(guī)為2.3V±50mV）過電流檢測電壓值（常規(guī)為0.15V±10mV）可以參照IC生產(chǎn)廠提供的參數(shù)表進(jìn)行選擇還有些需要對響應(yīng)時(shí)間做相應(yīng)的選擇。單節(jié)保護(hù)板的原理圖如下：兩串保護(hù)板的原理圖三串、四串保護(hù)板的原理圖

保護(hù)板成品檢測保護(hù)板做成成品后主要檢測以下幾個(gè)方面：

過充保護(hù)功能、過放保護(hù)功能、ID、NTC（在來料是檢驗(yàn)）

短路保護(hù)功能（半成品或成品時(shí)檢測）保護(hù)板內(nèi)阻的測量：

B-與P-端之間的電阻加上B+與P+端之間的電阻就是保護(hù)板的總內(nèi)阻。測量方法是用歐姆定律。一、保護(hù)板電路設(shè)計(jì)需要的參數(shù)1、過充電保護(hù)電壓2、過放電保護(hù)電壓3、過電流保護(hù)的電流值4、ID、NTC電阻的阻值5、正常工作時(shí)的工作電流值6、是否需要充電控制電路7、保護(hù)板的尺寸大小8、是否需要貼五金端子9、是否需要加PTC或FUSE1、過充電保護(hù)外界給電池充電時(shí)，保證電池在長時(shí)間充電過程中或高電壓充電時(shí)，當(dāng)電芯電壓到達(dá)臨界值時(shí)，保護(hù)板的保護(hù)IC動(dòng)作，使電芯不被過充。我司的電芯最大電壓為4.2V，保護(hù)IC過充電電壓約為4.28左右（可選擇），因?yàn)樵诮o電池充電的時(shí)候，電芯的電壓會被上拉，即測量的電壓比實(shí)際的電壓高，則IC動(dòng)作時(shí)電芯電壓不會超過4.2V。2、過放電保護(hù)電池在帶載使用時(shí)，或存放很長時(shí)間時(shí)，當(dāng)電芯的電壓下降到2.3V左右的時(shí)候，保護(hù)板上的保護(hù)IC將會動(dòng)作，關(guān)斷MOSFET，以達(dá)到保護(hù)電芯避免過放。而過放保護(hù)電壓點(diǎn)是可以根據(jù)需要改變臨界值的大小。但如果選擇高電壓保護(hù)的話將會影響電池的實(shí)際工作時(shí)間。3、過電流保護(hù)當(dāng)電池在充電或放電過程中，出現(xiàn)了異常狀況，如充電器的充電電流過大、短路導(dǎo)致放電電流過大，此時(shí)保護(hù)IC經(jīng)過R2電阻檢測MOSFET兩端電壓，當(dāng)電壓達(dá)到臨界值時(shí)則關(guān)斷MOSFET。IC的過流檢測電壓值是可以選擇的，設(shè)檢測電壓值為V，放電電流為I，MOSFET的內(nèi)阻為R

則V的選擇：V=I*R4、ID、NTC電阻的阻值由于不少的用電設(shè)備內(nèi)部都會有設(shè)置識別電路和溫度保護(hù)電路。例如手機(jī)電池,識別電阻（ID電阻）主要用于充電時(shí)識別此電池是否可以在該手機(jī)上充電，辨別真?zhèn)?；或其他的辨識作用。

而NTC則在充電時(shí)由于環(huán)境因數(shù)或充電異常時(shí)導(dǎo)致電池的溫度上升，此時(shí)NTC電阻的阻值改變，而觸發(fā)內(nèi)置電路起到保護(hù)作用。5、正常工作時(shí)的工作電流值用電設(shè)備在使用時(shí)通常會有兩種電流，啟動(dòng)電流和穩(wěn)定后的工作電流。啟動(dòng)電流往往會比穩(wěn)定后的工作電流大很多，即有電流波峰值。而負(fù)載穩(wěn)定后工作電流則相對小很多。不同的工作電流，將影響保護(hù)板上的IC參數(shù)選擇。如果啟動(dòng)電流很大但時(shí)間很短，則只需要在過流檢測部分做相應(yīng)的修改；而長時(shí)間大電流工作則需要增加電路中各個(gè)器件的耐流值，避免因時(shí)間大電流工作而把器件燒壞。6、是否需要充電控制電路所謂充電控制電路就是在充電器對電池充電時(shí)，當(dāng)電池的電壓達(dá)到4.2V時(shí)，電路輸出一個(gè)電平信號給手機(jī)，告訴手機(jī)電池已經(jīng)充飽，手機(jī)可以做相應(yīng)的動(dòng)作。有些手機(jī)把此部分的電路做在手機(jī)內(nèi)部，有的則在電池保護(hù)板上加載。此部分電路如果在保護(hù)板上加載時(shí)，需要占用比較大的空間，同時(shí)電路會復(fù)雜很多，而且成本會大大提高。7、保護(hù)板的尺寸大小在保護(hù)板設(shè)計(jì)過程中，保護(hù)板的尺寸大小是根據(jù)客戶提供的電池外殼3D圖和我司電芯尺寸來確定的。保護(hù)板的尺寸大小主要影響以下幾個(gè)方面：1、保護(hù)板上電路的布線和裝配工藝難易程度

2、保護(hù)板上使用的元器件的封裝尺寸

3、保護(hù)板的價(jià)格是按保護(hù)板的面積來計(jì)算的8、保護(hù)板是否需要貼五金端子如果電池是有外殼封裝時(shí)，往往要考慮是否需要貼五金端子。整個(gè)電池封裝好后只有輸出端是能被外界看到，通常情況是使用鍍金板或貼五金片，還有的就是把五金注塑在殼子里，再把五金和板子的輸出端焊接起來。當(dāng)需要五金片時(shí)，在打樣保護(hù)板的同時(shí)還需要打樣五金片，而且五金片的尺寸必須給出，通常我司是參照3D圖的尺寸制作。9、是否需要加PTC或FUSE現(xiàn)在的客戶在考慮到安全問題時(shí)，會提出在保護(hù)板上增加PTC或FUSE，提高保護(hù)板的安全性。PTC是正溫度系數(shù)熱敏電阻，當(dāng)溫度到達(dá)PTC的額定值時(shí)PTC就會斷開，當(dāng)電路中的電流達(dá)到PTC的額定電流值時(shí)PTC也會斷開起保護(hù)作用。而溫度和電流恢復(fù)正常時(shí)PTC會重新導(dǎo)通。FUSE則是一次性的電流保險(xiǎn)絲，當(dāng)電流超過額定值時(shí)FUSE就會斷開，而且不會恢復(fù)。二、保護(hù)板的打樣設(shè)計(jì)過程從接到保護(hù)板打樣的需求開始，我就會向結(jié)構(gòu)工程師要保護(hù)板的尺寸。了解客戶的要求。當(dāng)要求和尺寸都明確，認(rèn)為此保護(hù)板能夠做到后，和結(jié)構(gòu)工程師商討生產(chǎn)裝配工藝。以上工作完成后則開始設(shè)計(jì)保護(hù)板。完成設(shè)計(jì)后發(fā)到采購部外發(fā)打樣。三、保護(hù)板的其他相關(guān)信息打樣時(shí)間：正常情況下單節(jié)、兩節(jié)保護(hù)板打樣發(fā)出后5天內(nèi)回樣品。緊急情況下4天內(nèi)可以回樣，主要是光板打樣時(shí)間長，貼片需要1天時(shí)間包含五金時(shí)需要相對長的時(shí)間。多節(jié)需要最少兩個(gè)星期（三節(jié)以上）。保護(hù)板成本：光板的價(jià)錢按面積算、加五金會增加成本、多層板比兩層板貴，多節(jié)板會