保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解課件

1、概要 保護(hù)電路基本構(gòu)成 各元器件簡(jiǎn)要介紹 保護(hù)電路工作原理 保護(hù)電路的附加功能 保護(hù)電路的最新發(fā)展1保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解保護(hù)電路基本構(gòu)成一、控制電路二、控制開(kāi)關(guān)三、保護(hù)器1234abcd4321dcbatitlenumberrevisionsizea4date:21-jul-2003sheet of file:d:zlh應(yīng)用軟件protel1sch_1.schdrawn by:cellp+p-控制電路保護(hù)器控制開(kāi)關(guān)2保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解保護(hù)電路使用的元件有： 保護(hù)ic、場(chǎng)效應(yīng)管（mosfet）、貼片電阻、貼片電容、熱敏 電阻、識(shí)別電阻（或識(shí)別ic)、保險(xiǎn)絲、ptc等。 1234abcd4321

2、dcbatitlenumberrevisionsizea4date:21-jul-2003sheet of file:d:zlh應(yīng)用軟件protel1sch_1.schdrawn by:cellp+p-控制電路保護(hù)器控制開(kāi)關(guān)識(shí)別功能溫度保護(hù)thid另外：部分保護(hù)電路還有溫度保護(hù)、識(shí)別功能。3保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解元器件簡(jiǎn)要介紹 元器件功能保護(hù)ic檢測(cè)保護(hù)電路當(dāng)前電池的電壓、電流、時(shí)間等參數(shù)以此來(lái)控制場(chǎng)效應(yīng)管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)場(chǎng)效應(yīng)管起開(kāi)關(guān)作用貼片電阻限流貼片電容濾波、調(diào)節(jié)延遲時(shí)間熱敏電阻檢測(cè)電池塊內(nèi)的環(huán)境溫度保險(xiǎn)絲防止流過(guò)電池的電流過(guò)大，切斷電流回路ptc流過(guò)電流過(guò)大時(shí)自身阻抗增加，控制回路電流4保護(hù)電

3、路介紹基礎(chǔ)詳解元器件簡(jiǎn)要介紹-貼片電阻基本參數(shù)有：封裝尺寸、額定功率、阻值、允許偏差等。 1、封裝：表示電阻的尺寸大小，有兩種表示方法 （1）eia（美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)）代碼：以英寸為單位，用4位數(shù)字表 示長(zhǎng)和寬，前2位表示長(zhǎng)、后2位表示寬； （2）米制代碼：以毫米為單位，也是用4位數(shù)字表示長(zhǎng)和寬； 2、功率：表示通過(guò)電流的能力，p=ip=i2 2* *r r。下表為7種電阻尺寸代碼及功率eia代碼0402060308051206121020102512米制代碼1005160820123216322550256432長(zhǎng)、寬1.0x0.51.6x0.82.0x1.253.2x1.63.2x2.55

4、.0x2.56.3x3.15高0.30.450.50.550.550.550.55額定功率1/161/161/101/81/41/215保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解元器件簡(jiǎn)要介紹-貼片電阻 3、阻值：貼片電阻表面上用三位數(shù)字表示阻值 其中第一、二位為有效數(shù)字，第三位數(shù)字表示倍率即有效數(shù)字* *10n，有小數(shù)點(diǎn)時(shí)用“r”來(lái)表示，并占一位有效位數(shù)字 如：102表示10102=1k； 511表示51101=510； 2r2表示2.2； 4、允許偏差： b檔表示0.1；d檔表示0.5；f檔表示1； j檔表示5； k檔表示10； m檔表示20。6保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解元器件簡(jiǎn)要介紹-貼片電容基本參數(shù)：封裝尺寸、耐

5、壓、容值、允許偏差、材質(zhì)、阻抗等 1、封裝尺寸：其尺寸代碼與貼片電阻相同。 2、耐壓：不同容值、不同封裝、不同偏差的電容廠家能做到的耐壓 值也不相同。一般容值越低，耐壓值越高；封裝尺寸越大耐壓值也越高；偏差越大耐壓值越高。 3、容值：容值表示方法與電阻類似 如：104表示10104pf=100000pf=0.1uf， 2r2表示2.2pf； 注：容值單位是pf，其中1pf=10-3nf =10-6uf=10-12f 4、允許偏差：允許偏差表示方法也與電阻類似 f檔表示1； j檔表示5； k檔表示10； m檔表示20； n檔表示30；z檔表示+80,-20。 5、材質(zhì)：cog(npo)容值精度為

6、5； x5r(x7r)容值精度為10； y5v容值精度為20；z5u容值精度為+80,-20；7保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解元器件簡(jiǎn)要介紹-熱敏電阻有ptc(positive temperature coefficent)ptc(positive temperature coefficent)正溫度系數(shù)，如過(guò)流保護(hù)器； ntc(negative temperature coefficent) ntc(negative temperature coefficent)負(fù)溫度系數(shù)兩種。ntcntc基本參數(shù)有封裝尺寸、阻值、允許偏差，b b常數(shù)、b b值偏差等。 ntcntc阻值隨溫度呈非線性變化，ntcnt

7、c熱敏電阻的阻值隨溫度的變化函數(shù)如下式：r r25c25c是熱敏電阻在室溫下的阻值，是熱敏電阻材料的開(kāi)爾文(kelvins)(kelvins)常數(shù)，t是熱敏電阻的實(shí)際攝氏溫度。 8保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解元器件簡(jiǎn)要介紹-保險(xiǎn)絲 基本參數(shù)有封裝尺寸、電流與熔斷時(shí)間、內(nèi)阻等。 1、封裝尺寸：與貼片電阻表示方法相同。 2、電流與熔斷時(shí)間：電流越大，熔斷時(shí)間越短，以力特434系列為例，廠家建議設(shè)計(jì)為正常工作電流=3/4額定電流： 3、內(nèi)阻：遠(yuǎn)低于過(guò)流保護(hù)器，一般為10m左右。 9保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解元器件簡(jiǎn)要介紹-場(chǎng)效應(yīng)管一、概述：場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件，縮寫為fetfet ，可通過(guò)改變輸入電壓來(lái)改變輸入

8、電流。二、類型：有n n溝道與p p溝道兩種 n n溝道：高電平控制 p p溝道：低電平控制三、基本參數(shù)： 耐壓：v vdssdss 、 v vgssgss 耐流 ：i id(dc)d(dc)、 i id(pulse)d(pulse) 內(nèi)阻：r rdsds(on(on） 封裝：so-8so-8、tssop-8tssop-8 6ip hwson6ip hwson、ech8ech81234abcd4321dcbat itlen um berr evisionsizea 4d ate:22-jul-2003sheet of file:d :z l h 應(yīng) 用 軟 件 pr o t e l 1sc h

9、 _1.sc hd raw n b y:n-fetp-fetgdssgd10保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解元器件簡(jiǎn)要介紹-場(chǎng)效應(yīng)管說(shuō)明： 1、場(chǎng)效應(yīng)管與三極管的區(qū)別： 場(chǎng)效應(yīng)管：電壓控制器件，內(nèi)阻小，耗電小，電流可雙向流動(dòng) 三極管：電流控制器件，內(nèi)阻較大，耗電很大，電流不可雙向流動(dòng)。 2、n溝道場(chǎng)效應(yīng)管與p溝道場(chǎng)效應(yīng)管相比：n溝道高電平導(dǎo)通，內(nèi)阻較小，價(jià)格較低；p溝道低電平導(dǎo)通，內(nèi)阻較大，價(jià)格較高。 3、內(nèi)阻：指場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通時(shí)不同電壓、電流下d、s間的內(nèi)阻，電壓越高時(shí)，內(nèi)阻越低；電流越大，內(nèi)阻越高。 4、保護(hù)電路中，單雙節(jié)保護(hù)電路用n溝道場(chǎng)效應(yīng)管，多節(jié)用p溝道。 5、目前常用n溝道場(chǎng)效應(yīng)管： fw232

10、fw232、upa1870upa1870、fdw2509nzfdw2509nz upa2450 upa2450、upa2452upa2452、ech8601ech8601 例如：例如：upa1870upa1870基本參數(shù)為基本參數(shù)為 內(nèi)部?jī)?nèi)部 v vdssdss=20v, =20v, v vgssgss= =12v, 12v, 結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖 id(dc) = =6a6a、 id(pulse) = =80a80a r rds(onds(on）=13-21=13-21m (v vgssgss=4v, =4v, id =3a=3a)11保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解元器件簡(jiǎn)要介紹-保護(hù)ic 一、概述:保護(hù)ic

11、ic分單節(jié)保護(hù)icic與多節(jié)（串聯(lián)）用保護(hù)icic， 基本功能：過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)等； 基本參數(shù)：過(guò)充電保護(hù)（釋放）電壓、過(guò)放電保護(hù)（釋放） 電壓、過(guò)充（放、流）保護(hù)延時(shí)等。二、單節(jié)保護(hù)icic 1、內(nèi)部結(jié)構(gòu)(理光r5421nr5421n系列系列) )： 管腳說(shuō)明：序號(hào)序號(hào)類型類型功能功能1 1d doutout過(guò)放電控制輸出端過(guò)放電控制輸出端2 2v-v-過(guò)電流控制輸入端過(guò)電流控制輸入端3 3c coutout過(guò)充電控制輸出端過(guò)充電控制輸出端4 4ctct延時(shí)控制輸入端延時(shí)控制輸入端5 5v vdddd電源正極電源正極6 6v vssss地地12保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解元器件

12、簡(jiǎn)要介紹-保護(hù)ic2 2、基本參數(shù)：略3 3、封裝（尺寸）： sot-23-6sot-23-6 son6 son6 sot-23-5 sot-23-5 son5 son5 注：有些保護(hù)注：有些保護(hù)icic延遲電容是內(nèi)置的，如精工延遲電容是內(nèi)置的，如精工(seiko) s-8241(seiko) s-8241、s-8261s-8261系列，系列， 理光理光(ricoh) r5426n(ricoh) r5426n系列。系列。13保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解元器件簡(jiǎn)要介紹-保護(hù)ic三、多節(jié)保護(hù)ic 1、2節(jié)保護(hù)ic：s-8232、mm1292等； 2、3節(jié)保護(hù)ic：s-8233、mm1414等； 3、4節(jié)保

13、護(hù)ic：mm1294、mm1414等； 封裝：tssop-8、sop-8、sop-14、 tssop-16、tssop-2014保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解單節(jié)保護(hù)電路工作原理一、應(yīng)用電路123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebdate:22-jul-2003sheet of file:d:zlh.sch_1.schdrawn by:r1100rr21kc10.1uf p+ p-vddvssdocov-ct132465icr5421nxxxc20.1ufc30.01ufmosfet保護(hù)器cell15保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解單節(jié)保護(hù)電路工作原理二、工作狀態(tài)說(shuō)明

14、工作狀態(tài)說(shuō)明 1 1、正常狀態(tài)：icic的電源電壓介于過(guò)放電保護(hù)電壓v vdet2det2和過(guò)充電保護(hù)電壓v vdet1det1之間，d doutout端和c coutout端的輸出皆為高電平，充、放電mosfetmosfet處于導(dǎo)通狀態(tài)，電池充放電都可進(jìn)行； 2 2、過(guò)充電狀態(tài)：充電時(shí)，若電池電壓升高使v vddddvvdet1det1，則經(jīng)過(guò)t tvdet1vdet1的延遲后，c coutout端變成低電平，將充電控制mosfetmosfet關(guān)斷，停止充電； 3 3、過(guò)充電保護(hù)解除條件：當(dāng)v vdddd降低至過(guò)充解除電壓v vrel1rel1以下（不接負(fù)載）或v vdddd降低至過(guò)充電關(guān)斷

15、電壓v vcoco以下（加上負(fù)載），即可恢復(fù)到可充電狀態(tài)； 4 4、過(guò)放電狀態(tài)：當(dāng)電池放電至電壓等于或低于v vdet2det2，并經(jīng)過(guò)t tvdet2vdet2的延遲后，d doutout端變成低電平，控制放電控制mosfetmosfet關(guān)斷，停止電池向負(fù)載放電。充電電流仍可通過(guò)二極管流通。此后，如果電池電壓升高至過(guò)放電保護(hù)解除電壓v vrel2rel2，則d doutout端又變成高電平，使電池可放電狀態(tài)得以恢復(fù)。 16保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解單節(jié)保護(hù)電路工作原理5、過(guò)流保護(hù)：在放電時(shí)，因負(fù)載變化會(huì)導(dǎo)致放電電流變化，放電電流增大時(shí) v v- -的電壓會(huì)升高，當(dāng)v v- -vvdet3det3，

16、并且經(jīng)過(guò)t tvdet3vdet3的延遲后，d doutout端的輸出變?yōu)?低電平，關(guān)斷放電回路。解除過(guò)流狀態(tài)后，使v v- -vvvshortshort且經(jīng)過(guò)t tshortshort后，d doutout端 輸出變?yōu)榈碗娖?，關(guān)斷放電回路。排除過(guò)流狀態(tài)后，使v v- -vvdet3det3電路恢復(fù)正 常。短路峰值電流取決于充放電mosfetmosfet導(dǎo)通電阻和pcbpcb布線電阻及v vshortshort。 注：注：v vdet1det1過(guò)充電檢測(cè)電壓過(guò)充電檢測(cè)電壓，v vdet2det2過(guò)放電檢測(cè)電壓過(guò)放電檢測(cè)電壓，v vdet3det3過(guò)電流檢測(cè)電壓過(guò)電流檢測(cè)電壓， t tvdet1

17、-vdet1-過(guò)充電檢測(cè)延遲過(guò)充電檢測(cè)延遲，t tvdet2-vdet2-過(guò)放電檢測(cè)延遲過(guò)放電檢測(cè)延遲，t tvdet2-vdet2-過(guò)電流檢測(cè)延遲過(guò)電流檢測(cè)延遲， v v- - -保護(hù)保護(hù)icic的的v-v-腳對(duì)腳對(duì)vssvss腳的壓降，腳的壓降，v vshort-short-短路保護(hù)檢測(cè)電壓，短路保護(hù)檢測(cè)電壓，t tshort-short-短路保護(hù)檢測(cè)延遲；短路保護(hù)檢測(cè)延遲； 17保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解單節(jié)保護(hù)電路工作原理三、兩參數(shù)確定 1、過(guò)充電保護(hù)延時(shí)(外置電容)： 計(jì)算公式為：t tvdet1vdet1sec=(c3fsec=(c3f* *(v(vddddv-0.7)/(0.48x10

18、v-0.7)/(0.48x10-6-6) ) v vdddd-保護(hù)icic的過(guò)充電檢測(cè)電壓值。 簡(jiǎn)便計(jì)算：延時(shí)時(shí)間=c3(uf)/0.01uf=c3(uf)/0.01uf* *77ms77ms 如：c3c3容值為0.22uf0.22uf,則延時(shí)值為0.22/0.01x77=1694ms0.22/0.01x77=1694ms。 注：嚴(yán)格計(jì)算還要考慮電容容值的偏差。 外置電容延時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：過(guò)充電檢測(cè)延時(shí)時(shí)間可以調(diào)整，適用于對(duì)延時(shí)有特殊要求且 一般內(nèi)置延時(shí)的icic又不能達(dá)到要求的電路； 缺點(diǎn)：元件數(shù)量多，成本增加，故障率提高。18保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解單節(jié)保護(hù)電路工作原理2、過(guò)電流值的計(jì)算：

19、 依據(jù)公式i=u/r u-保護(hù)ic的過(guò)電流檢測(cè)電壓值(定值)； r-保護(hù)電路中從b-p-間的內(nèi)阻值，具體來(lái)間說(shuō)指的是保護(hù) ic的第6腳與r2外接p-處的內(nèi)阻（大電流回路中mosfet與 pcb布線內(nèi)阻之和）。 例如：一個(gè)保護(hù)電路中保護(hù)ic檢驗(yàn)電壓為0.20v,r為40m （mos管內(nèi)阻以3.8v左右計(jì)），則過(guò)電流檢測(cè)電壓值 0.20v/40m=5a 注:實(shí)際應(yīng)用中需考慮mos管的內(nèi)阻會(huì)隨id變化而變化.19保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解單節(jié)保護(hù)電路工作原理四、失效模式分析 1 1、r1r1短路：(1)ic(1)ic還能正常工作； (2)(2)當(dāng)mosmos管漏流較大時(shí)，流過(guò)icic電流增大而損壞icic

20、。 r1r1開(kāi)路：icic不工作，保護(hù)電路失效。 2 2、c1c1短路：(1)vdd=vss(1)vdd=vss，icic不工作，保護(hù)電路失效； (2)(2)電池自放電加快。 c1c1開(kāi)路：保護(hù)電路能工作，但當(dāng)充電電壓不穩(wěn)定時(shí)會(huì)造成icic誤動(dòng)作。 3 3、r2r2短路：(1)(1)仍有過(guò)流、短路保護(hù)； (2)(2)過(guò)流、短路后容易進(jìn)入休眠模式（針對(duì)有休眠功能的icic）； (3)(3)逆向充電時(shí)易擊穿mosmos管、icic； (4)esd(4)esd功能降低。 r2r2開(kāi)路：(1)(1)無(wú)過(guò)流、短路保護(hù)； (2)(2)無(wú)過(guò)充保護(hù)功能（過(guò)充mosmos管不動(dòng)作）。20保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解單節(jié)

21、保護(hù)電路工作原理4 4、c3c3短路：過(guò)充保護(hù)延時(shí)無(wú)限長(zhǎng)，過(guò)充mosfetmosfet不關(guān)斷。 c3 c3開(kāi)路：過(guò)充瞬間保護(hù)。5 5、mosmos管.?123456abcd654321dcbat itlenum berr evisionsizebdate:22-jul-2003sheet of file:d:z l h.sc h_1.sc hdrawn b y:r 1100rr 21kc 10.1uf p+ p-vddvssdoc ov-c t132465icr5421nxxxc 20.1ufc 30.01ufmosfet保 護(hù) 器c e l l21保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解多節(jié)保護(hù)電路工作原理一、

22、兩串：1234abcd4321dcbatitlenumberrevisionsizea4date:23-jul-2003sheet of file:d:zlh.lpb06.schdrawn by:r31kr54.7mr2 1kr41kr11kvccvssdocovmict2346587vc1sensu1s-8232abft-t2c10.22ufc20.22ufc30.1ufp +p -b+b-b2+cell2cell143217,8 5,6u2mmdf7n02z22保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解多節(jié)保護(hù)電路工作原理二、三串：1234abcd4321dcbatitlenumberrevisionsizea

23、4date:23-jul-2003sheet of file:d:zlh.lpc001.schdrawn by: p+q1bc847alt1r2 100rr3 100rr5 100rr1 100rr4 100rr101mr91mc50.22ufc80.1ufc30.22ufc10.22ufc90.1ufc100.001ufc70.1ufr81mr61mr71m p-cell1cell2cell320vcc1913141516171812345678conv1v3v4n.cv2n.covn.ccsn.cdchgn.ccdccol9101112covgndn.cselu1mm1414cvbe458

24、13u2cem942445813u3cem9424c40.22ufc60.22ufc20.22uf23保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解多節(jié)保護(hù)電路工作原理三、四串：1234abcd4321dcbatitlenumberrevisionsizea4date:23-jul-2003sheet of file:d:zlh.lpd001.schdrawn by: p+u4bc847alt1r2 100rr3 100rr4 100rr6 100rr1 100rr5 100rr71mr101mr91mc30.1ufc60.1ufc40.1ufc20.1ufc10.1ufc80.1ufc70.001ufc50.1ufr

25、81mr11 1mr121mcell1cell2cell3cell416vcc159101112131412345678v1v2v3v4n.cn.cn.covcsdchgpfcdccolcovgndu1mm1294bjbe45813u2cem942445813u3cem9424reset p-24保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解保護(hù)電路的附加功能1234abcd4321dcbatitlenumberrevisionsizea4date:30-oct-2002sheet of file:e:學(xué) 習(xí) 資 料 鋰 電 池 1lpa90.schdrawn by:r1510rr22.2kc10.1uf p+ p-c

26、ellb-b+vddvssdocovm13265u1s-8261aajmd-g2j-t2id3.3k id5 742,3 6,1 8u2ftd2011ptcntc10kth123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebdate:17-feb-2003sheet of file:c:mydocu1sch_1.schdrawn by:f3opampf4re s2f5re s2f6re s2r?re s3q?mosfet nvcct o packt o mobile一、識(shí)別、溫度檢測(cè)功能：25保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解保護(hù)電路的附加功能1234abcd4321dc

27、batitlenumberrevisionsizea4date:30-oct-2002sheet of file:e:學(xué) 習(xí) 資 料 鋰 電 池 1lpa01-3-.schdrawn by:r40.05rr2100kr1100kr31mr5100kr61kr7510rr81kr1010rr112.2kc10.1ufc20.1ufc30.1ufc40.1ufc50.1ufz14.7vr1233kq1aq1bi/op-p+m-vid21435,6 7,8u2tpc8204vccvssdocovm45132u1s-8241aaamc-gaa-t2cellb+b-wakesr1sr2rbiregvccvsshdqu3bq2018m+二、振動(dòng)、容量測(cè)試功能：26保護(hù)電路介紹基礎(chǔ)詳解保護(hù)電路的附加功能1234abcd4321dcbar 3270kc 80.1uf p+ b - b +v e x t45123v ing n de ne r rv o u tu 2fa n 2501s305678d 1d 2s2s1s1s2g 1g 21234u 4ft d 2011d 2u ps5817v r 1d 3p4sm a 12ar 1100r 2100k