リチウム電池保護ボード回路の原理

リチウム電池（充電式）は保護する必要があり、それ自体の特性によって決定されます。リチウム電池の材料自体が過充電、放電、過電流、短絡、充電と放電を行うことができないため、リチウム電池のリチウムイオンバッテリーコンポーネントは、常に繊細な保護ボードと電流ヒューズの一部に従います。

リチウム電池保護機能

リチウム電池保護機能は、通常、保護回路基板とPTC電流デバイスの調整によって実行され、保護プレートは電子回路で構成され、時間の正確な監視電池電圧と回路電流および制御電流ループの環境下で40℃から+ 85℃オンとオフの時間;高温環境下でのPTCは、バッテリーの深刻な損傷を防ぎます。

通常のリチウムイオン電池保護板には、通常、制御IC、MOSスイッチ、抵抗器、コンデンサ、補助装置FUSE、PTC、NTC、ID、メモリなどが含まれます。通常のMOSスイッチ制御の場合、どの制御ICで電池を製造しますか。外部回路の導通、およびバッテリーの電圧ループ電流または指定値を超えると、バッテリーの安全性を保護するために、MOSスイッチを即座にオフに制御します。

通常の状態でプレートを保護する場合、高レベルのVddとVssの場合、VMは低レベル、DO、COは高レベルの場合、VddとVss、VMがパラメータ変換を行うと、レベルはDOまたはCOで変化します。

リチウム電池保護ボードの原理

保護にはリチウム電池（充電式）が必要であり、それ自体の特性によって決まります。リチウム電池自体に起因する材料により、過充電、放電、過電流、短絡、超高温の充電と放電ができないと判断されます。リチウムリチウム電池のコンポーネントは、常に繊細な保護ボードと電流保護装置の一部に従います。

リチウム電池保護機能は、通常、保護回路基板とPTC電流デバイスの調整によって実行され、保護プレートは電子回路で構成され、時間の正確な監視電池電圧と回路電流および制御電流ループの環境下で40℃から+ 85℃オンとオフの時間;高温環境下でのPTCは、バッテリーの深刻な損傷を防ぎます。

通常のリチウムイオン電池保護板には、通常、制御IC、MOSスイッチ、抵抗器、コンデンサ、補助装置FUSE、PTC、NTC、ID、メモリなどが含まれます。通常のMOSスイッチ制御の場合、どの制御ICで電池を製造しますか。外部回路の導通、およびバッテリーの電圧ループ電流または指定値を超えると、バッテリーの安全性を保護するために、MOSスイッチを即座にオフに制御します。

通常の状態でプレートを保護する場合、高レベルのVddとVssの場合、VMは低レベル、DO、COは高レベルの場合、VddとVss、VMがパラメータ変換を行うと、レベルはDOまたはCOで変化します。

：1、通常状態での充電電圧の検出、VddはCOに徐々に上昇し、通常はVddとVSSの間の高レベルから低電圧になります。

2、充電リフト電圧：充電状態で、Vddに徐々に減少COは、VddとVSSの間の通常の時間に低レベルから高電圧の電気を含みます。

3、過放電検出電圧：通常、Vddは徐々にDOに低下し、通常はVddとVSSの間の高レベルから低電圧になります。

4、過放電電圧を除去します。過放電の状態では、Vddは徐々に上昇し、VddとVSSの間の通常の時間に低レベルから高電圧の電気を含むDOになります。

5、過電流検出電圧：1正常状態では、VM to DOは、通常、VM-VSS間で高レベルから低電圧に徐々に変化しました。

6 2検出電圧、過電流、通常の状態では、OVから4ミリ秒未満で1ミリ秒を超える速度で上昇するVMは、通常、VMとVSSの間の高レベルから低電圧までを構成していました。

7、負荷短絡開始電圧：通常の状態では、VMからOVへの速度は50μSを超え、DOへの速度は通常のVM-VSS間の高レベルから低電圧で構成されます。

8、充電器検出電圧：過放電状態では、VMからOVへは徐々に低下し、通常は電気VM-VSS間で低レベルから高電圧に変化します。

9、通常は動作消費電流：通常の状態では、VDD端子電流（IDD）へのフローは通常動作する消費電流です。

10、放電電流を超える消費：放電の状態で、電流（IDD）のVDD端子を介して電流を消費します。

典型的なリチウム電池保護回路

リチウムイオン電池の化学的性質により、通常の使用過程では、電気と化学エネルギーの相互変換による内部化学正反応がありますが、過充電、過放電、過電流などの特定の条件下では化学反応が発生します内部のバッテリーの温度は、副作用が増加した後、バッテリーの性能と寿命に深刻な影響を及ぼし、大量のガスを生成する可能性があり、セキュリティ上の問題によって爆発した後、バッテリーの内圧が急激に上昇するため、リチウム電池には、効果的な監視のための電池の充電と放電に使用される保護回路が必要です。また、充電器が壊れている状況では、電池の放電回路の損傷を防ぐために使用されます。

以下は、典型的なリチウム電池保護回路の原理図です。

上記のように、保護回路は2つのMOSFET（V1、V2）と制御IC（N1）に加えて、いくつかの抵抗容量コンポーネントで構成されています。制御ICは、バッテリ電圧とループ電流を監視し、2つのMOSFETを制御します。ゲート、回路内のMOSFETスイッチの役割は、それぞれ導通と遮断の充電回路と放電回路を制御し、C3はコンデンサを遅延させます。回路には過充電保護、放電保護、過電流保護と短絡保護機能があり、その動作原理分析以下のとおりであります：

1、正常な状態

N1「CO」および「DO」フィートの高出力電圧の通常の状態での回路。両方ともMOSFETが導通状態であり、MOSFETの導通インピーダンスが非常に小さく、通常は30ミリオーム未満であるため、バッテリーは自由に充電および放電できます。そのため、その伝導抵抗は回路の性能にほとんど影響を与えません。電流mu Aレベルの消費のための状態保護回路の下では、通常は7 muA未満です。

2、過充電保護

定電流/定電圧充電方法のリチウムイオン電池の要件、充電の開始時、定電流充電の場合、充電プロセスとして、電圧は4.2 vに上昇します（正極材料によると、一部の電池は一定を必要とします圧力値は4.1v）で、電流がますます小さくなるまで定電圧充電します。充電中のバッテリーの場合、充電回路が制御不能になると、バッテリー電圧が4を超える可能性があります。定電流充電では、バッテリー電圧は上昇し続け、バッテリー電圧が4.3 vを超えて充電されると、バッテリーの化学的副作用が悪化し、セルの損傷やセキュリティの問題につながります。保護回路付きのバッテリーでは、制御時にICは4.28vでバッテリー電圧を検出しました（値は制御ICによって決定され、異なるICは異なる値を持ちます）、「CO」フィートは高電圧ゼロ電圧から回転し、V2は伝導によってshになります充電回路を遮断するために、充電器はバッテリー充電を行うことができなくなり、過充電保護効果があります。また、V2独自のボディダイオードVD2が存在する結果、バッテリーはダイオードによって外部に放電される可能性があります。負荷。制御ICで検出されたバッテリー電圧がV2の信号オフ間で4.28vを超えている場合、遅延時間があります。遅延時間の長さはC3によって決定され、通常は1秒に設定され、発生するエラーを回避します。干渉判定による。

3、短絡保護

バッテリの負荷放電の過程で、U> 0.9 vを与える大きなループ電流（値は制御ICによって決定され、異なるICは異なる値を持ちます）の場合、制御ICは負荷短絡と判断されます。 DO "フィートは、高電圧ゼロ電圧、V1によって導通から遮断まですばやく回転し、放電回路、短絡保護を遮断します。短絡保護の非常に短い遅延時間、通常は7マイクロ秒未満。その動作原理と過電流保護、判断方法が異なるだけで、遅延時間の保護も異なります。制御ICに加えて、回路にはもう1つの重要な要素があります。それはMOSFETであり、直接回路内のスイッチの役割を果たします。バッテリーと外部負荷の間を通過するため、その伝導抵抗はバッテリーの性能に影響を与え、MOSFETで選択された方が優れており、伝導抵抗は非常に小さく、バッテリーパックの内部抵抗は小さい、負荷能力が強く、放電時の消費電力が少なくて済みます。

4、過電流保護

リチウムイオンバッテリーの化学的特性により、バッテリーメーカーは、バッテリーの最大放電電流が2 C（C = 1時間あたりのバッテリー容量）を超えてはならないことを指定しています。バッテリーの放電電流が2 Cを超えると、永久的な損傷またはセキュリティ上の問題が発生します。通常の負荷放電の過程でのバッテリー、伝導インピーダンスMOSFETのために一連の2つのMOSFETの後の放電電流は両端に電圧を生成します、電圧U = I * RDS * 2、単一のRDS MOSFETターンオン、インピーダンス制御ICテスト電圧値の足元にある「V-」、何らかの理由で負荷が異常を引き起こした場合、ループ電流を増加させ、ループ電流を大きくしてU> 0.1 v（値は制御ICによって決定され、異なるICは異なる値を持ちます）、「DO」フィートは高電圧ゼロ電圧から回転し、V1は導通から遮断になり、放電回路を遮断します。回路の電流はゼロ、過電流保護効果。Detec制御ICの過電流-V1からの信号の間に発生した電流にも遅延時間があり、遅延時間の長さは、干渉判定によって引き起こされるエラーを回避するために、C3によって決定されます（通常は約13ms）。制御の過電流検出値のサイズは、制御ICのコンポーネントだけでなく、MOSFETの導通抵抗にも依存します。同じ制御ICに対するMOSFETの導通インピーダンスが大きいほど、過電流の値は小さくなります。保護。

5、過放電保護

外部負荷放電の過程でバッテリーは、放電プロセスとともに徐々に電圧が低下します。バッテリー電圧が2.5 vに低下すると、容量が完全に点滅します。この時点で、バッテリーを放電し続けると、負荷がかかります。バッテリーの永久的な損傷を引き起こします。バッテリーの放電の過程で、制御ICがバッテリー電圧が2.3 v未満であることを検出すると（値は制御ICによって決定され、異なるICは異なる値を持ちます）、「DO」フィート高電圧ゼロ電圧からV1を導通から遮断し、放電回路を遮断すると、バッテリーは負荷を放電できなくなり、過放電保護効果が得られます。また、V1自体のボディダイオードVD1が存在する結果として充電器は充電式バッテリー用のダイオードを通過できます。バッテリー電圧の状態での過放電保護のために低下させることができないため、最小限の消費電流保護回路を必要とし、制御IC w低消費電力の状態に入ると、保護回路の消費電力はゼロ未満になります。1muA.制御ICで検出された制御ICでは、V1を信号で送るためにバッテリー電圧が2.3 v未満であり、遅延時間、長さもあります。遅延時間の長さは、干渉判定によるエラーを回避するために、C3によって決定されます（通常は約100ミリ秒）。

制御の過程で、過電流検出値のサイズは、制御ICのコンポーネントだけでなく、MOSFETの導通抵抗にも依存します。同じ制御ICに対するMOSFETの導通インピーダンスが大きいほど、過電流保護の値。

5、短絡保護

負荷放電プロセスのバッテリー、U> 0.9 Vを与える大きなループ電流（値は制御ICによって決定され、異なるICは異なる値を持ちます）、制御ICは負荷短絡と判断され、「DO」フットはすぐに高電圧変化によるゼロ電圧で、T2を導通させて遮断し、放電回路を遮断し、短絡保護します。短絡保護の非常に短い遅延時間、通常7マイクロ秒未満。その動作原理以上電流保護、判断方法が違うだけで、遅延時間の保護も違います。

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