一、锂电池保护电路工作原理.PDF

一、 锂电池保护电路工作原理 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8205的第5、 4脚，8205 内的两个MOS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R22 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，8205 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B+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8205 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，8205 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B+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 8205 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，8205 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8205的导通内阻，每个开关的导通内 阻约为30mR共约为60mR，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。S1-S2之间的 电压就是8205的导通内阻与放电电流产生的电压，负载电流增大则S1-S2之间的电压必然 增大，上升到0.2V时便认为负载电流到达了极限值，于是停止第1脚的输出电压，使第1 脚电压变为0V、8205 内的放电控制管关闭，切断电芯的放电回路，将关断放电控制管。换 言之DW01 允许输出的最大电流是3.3A，实现了过电流保护。 5. 短路保护控制过程： 短路保护是过电流保护的一种极限形式，其控制过程及原理与过电流保护一样，短路只 是在相当于在B+P-间加上一个阻值小的电阻 （约为0Ω）使保护板的负载电流瞬时达到10A 以上，保护板立即进行过电流保护。 二、 充电输入端MOS 的作用 正极通道运用P 管SOT23 封装的2301。主要作用是当作开关管，防止移动电源在升压 放电时，5V 电压反流到micro USB，影响适配器的正常工作。 三、 放电输出端MOS 的作用 运用双N 管的SOT23-6 封装的8205，两组MOS 管并联，使D 极峰值电流提升一倍。主 要作用是当作开关管，可控制移动电源是否具备边充边放功能，另外，输出过流，短路 都需要控制它，来实现对输出电源的关断。 四、 MOS 升压的工作原理 运用N+P 沟道的MOS 管4606，通过MCU 对N 管和P 管的G 极控制，来实现标准Buck 电 路的充电方式，和同步Boost 电路的升压放电方式。 当给移动电源充电时，N 管关闭，P 管打开，电流直接从P 管的S 极流向D 极， 直接经过电感到电池B+。当移动电源放电时，N 管和P 管之间在一定的频率下 进行交替的开关动作，使电感反复的储电和放电，实现了升压的效果。 (说明：当MOS 开关管闭合后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当MOS 断开后电感将储存的磁 场能转换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后通过