保護(hù)板培訓(xùn)教材ppt課件

1、整理：電子開(kāi)發(fā)部整理：電子開(kāi)發(fā)部電池保護(hù)板培訓(xùn)教材電池保護(hù)板培訓(xùn)教材電池保護(hù)板，Protection Circuit Module, 簡(jiǎn)稱(chēng)PCM. 是在空PCB（Print circuit Board）板上面貼上電子元器件, 組合后達(dá)到一定電氣功能的線路板。主要對(duì)電池的充電，放電，短路，過(guò)流等進(jìn)行控制，防止電池在正常使用過(guò)程中，因外部因素（如充電器，放電設(shè)備不正常等）造成電化學(xué)損壞，起附加保護(hù)作用。1. 序言2. 保護(hù)板控制原理過(guò)充電保護(hù)：充電時(shí)，電池達(dá)到過(guò)充保護(hù)電壓時(shí)，SW2斷開(kāi)過(guò)放電保護(hù)：放電時(shí)，電池達(dá)到過(guò)放保護(hù)電壓時(shí)，SW1斷開(kāi)3. 保護(hù)板的主要材料印刷電路板，也叫PCB板（Print

2、Circuit Board）, 是保護(hù)板的基材；材質(zhì)有，F(xiàn)R-1, CEM-1 ,FR-4； 厚度有0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.6mm及FPCB等, 有單層和多層板等； 有表面噴錫，普通鍍金，厚金等2 . 電阻，主要用來(lái)電壓電流取樣，RC濾波3 3 . 電容，主要用來(lái)濾波，4 4 . 保護(hù)IC，分為單節(jié)控制，兩節(jié)控制，34節(jié)控制，多節(jié)帶電源管理；帶平衡充電和不帶平衡充電；制造廠商分為，理光(Ricoh),精工（Seiko）,臺(tái)系及國(guó)產(chǎn)（FORTUNE/CS/VIMICRO等）,其它（Mitsumi,Sanyo,Linear等）；一般有電壓檢測(cè)端口，電流檢測(cè)端口，充電控制

3、端口，放電控制端口。5. 場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)稱(chēng)MOS-FET,是目前半導(dǎo)體制造商常用元件，品牌眾多，ST,Onsemi,Fairchild,Sanyo,AOS,Mitsubishi9. 溫度保險(xiǎn)絲，Thermal fuse, 熔斷后不能恢復(fù)，也做過(guò)溫保護(hù)用6 6 . 熱敏電阻NTC,主要用來(lái)監(jiān)測(cè)電池溫度用，有SMD貼片和引線型7. 過(guò)流保護(hù)片,也叫Polyswitch, PTC ，主要用來(lái)做電池短路和過(guò)流保護(hù)用。8. 溫度開(kāi)關(guān)，也叫TCO (Thermal cut off),可自恢復(fù)，主要用來(lái)做過(guò)溫保護(hù)用。4.保護(hù)板關(guān)鍵元件：IC，Mos-fet理光保護(hù)IC：過(guò)放，過(guò)充，過(guò)流值非連續(xù)性；選型時(shí)務(wù)必聯(lián)

4、系技術(shù)員或供應(yīng)商，采用常用型號(hào)。2. 精工保護(hù)IC: 型號(hào)多，覆蓋范圍廣，也非連續(xù),選型時(shí)務(wù)必聯(lián)系技術(shù)員或供應(yīng)商，采用常用型號(hào)續(xù)上S-8242 兩串：S-8232的升級(jí)版本，S-8254 三四串：通過(guò)設(shè)置可以通用于3節(jié)或4節(jié)3. 多節(jié)控制ICn多節(jié)控制IC，目前主要有O2, TI, Atmel這幾家芯片廠家在市場(chǎng)的的占有率最大，常用于電動(dòng)工具，筆記本，電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域，同時(shí)具有電源管理方案，能對(duì)電池電壓，充放電流，容量，循環(huán)次數(shù)等進(jìn)行檢測(cè)和顯示。n另外對(duì)過(guò)充保護(hù)電壓，過(guò)放保護(hù)電壓，過(guò)流保護(hù)電流，延時(shí)等進(jìn)行線性設(shè)置。n還有一種多節(jié)控制方式是采取多個(gè)單節(jié)保護(hù)IC級(jí)聯(lián)組成，成本低，可靠性低，一致性差，沒(méi)有

5、以上電源管理功能。4. Mos-fet: 場(chǎng)效應(yīng)管，開(kāi)關(guān)管續(xù)上qMos-fet的關(guān)鍵參數(shù)：qG極和S之間的電壓Vgs, 有最小驅(qū)動(dòng)電壓和最高耐壓。qD極和S之間的電壓Vds, 最高耐壓。qD極和S之間的導(dǎo)通內(nèi)阻，隨驅(qū)動(dòng)電壓高低，及電流大小，溫度高低而變化。qD極和S之間的可持續(xù)工作電流及最大沖擊電流。q故：對(duì)于不同的電池節(jié)數(shù)，充放電流的大小，充電器電壓高低，持續(xù)放電時(shí)溫度的高低，我們要選擇不同的Mos-fet。續(xù)上q所有我們有時(shí)要選用不同耐壓，不同電流，不同封裝的Mos-fet來(lái)滿足應(yīng)用和客戶要求。q這也是電池節(jié)數(shù)，放電電流的大小影響Mos-fet, 也是影響單價(jià)的主要原因。q所以在客戶不知道

6、以上參數(shù)的情況下，我們希望能等到客戶產(chǎn)品的用途及測(cè)試客戶產(chǎn)品。q不同耐壓，電流，封裝尺寸的Mos-fet之間的價(jià)格差異大，同時(shí)品牌質(zhì)量也會(huì)影響單價(jià)。單節(jié)4. 保護(hù)板原理圖續(xù)上兩節(jié)34節(jié)續(xù)上續(xù)上多節(jié)帶電源管理n當(dāng)多個(gè)電池組合串聯(lián)時(shí)，由于電池容量不同，或長(zhǎng)期存儲(chǔ)時(shí)電池的自放電率不同，用同一個(gè)串聯(lián)回路充電和放電，總是容量低或自放電率低的電池先充滿，或總是容量低或自放電率高的電池先放空。n在不導(dǎo)致過(guò)充和過(guò)放的條件下，容量低或自放電率高的電池則代表了整個(gè)電池組的容量，則降低了整個(gè)電池組的容量和能量。n為了讓出現(xiàn)容量不平衡的電池組能量WH水平最大化，我們希望讓高低容量不同的電池同時(shí)充滿；希望讓自放電率高的

7、電池也和其它電池一樣同時(shí)充滿。5.均衡充電（平衡充電）續(xù)上q目前主要用均衡充電的方式經(jīng)過(guò)多個(gè)循環(huán)去實(shí)現(xiàn)，均衡放電的方法復(fù)雜這里不做介紹。q見(jiàn)附圖，充電時(shí)，容量低或自放電率低的電池電壓升的快，當(dāng)保護(hù)板中的監(jiān)測(cè)器件監(jiān)測(cè)到該電池時(shí)，只要電壓達(dá)到某個(gè)設(shè)定數(shù)值，則開(kāi)通并聯(lián)在電池上的電阻給該電池放電，降低該電池的充電電流，降低該電池電壓上升速度，以便讓其它電池充得更滿。q如某個(gè)電池比其它電池少500mAh，如果每次充電 其它電池每次多充100mAh，那么經(jīng)過(guò)5個(gè)充電循環(huán)其它電池都可以充滿，這就達(dá)到了均衡充電的目的了。續(xù)上q對(duì)電芯的正負(fù)極，我們用B+和B-表示；對(duì)于組合后的正負(fù)極，我們用P+和P-標(biāo)示。q電

8、池組合后，由于增加鎳帶，線材，保護(hù)板甚至膠紙等輔料，組合尺寸比單體尺寸大，內(nèi)阻也高過(guò)單體電芯；q多個(gè)電芯組合，務(wù)必盡量保證各電芯充放電回路損耗小，否則會(huì)人為造成電芯平臺(tái)下降或充不滿。多節(jié)組合，除串聯(lián)充放電回路要根據(jù)電流大小選擇鎳帶，線材，保護(hù)板外，其它檢測(cè)電壓線路只要能導(dǎo)電就好，要盡量靠近電芯極耳兩端。q對(duì)于加板加線這樣的組合，充電和放電的情況同單體是不同的，詳見(jiàn)以下例子。5.Pack(包裝)問(wèn)題續(xù)上q電池B1,B2,B3經(jīng)過(guò)配對(duì)組合，R1是導(dǎo)線內(nèi)阻。q充電時(shí)，B1/B2/B3電壓同時(shí)上升，由于B1這節(jié)有R1的存在可能導(dǎo)致保護(hù)板檢測(cè)的電壓是V1+VR, 會(huì)導(dǎo)致保護(hù)板提前保護(hù)，或充電器提前進(jìn)入恒壓充電階段；放電情況同理是V1-VR。續(xù)上q加板加線的組合，充電時(shí)要考慮恒流電流在保護(hù)板和導(dǎo)線上產(chǎn)生的電壓降對(duì)電池恒壓點(diǎn)影響，充電電流大時(shí)影響更大，提前進(jìn)入恒壓充電。q加板加線的組合，放電時(shí)要考慮恒流電流在保護(hù)板和導(dǎo)線上產(chǎn)生的電壓降對(duì)終止電壓的影響，放電電流大影響更大，提前進(jìn)入放電截止點(diǎn)，電池沒(méi)有完全放電，導(dǎo)致容量低的誤判斷。q故高倍率電池放電終止電壓，由于電流大，接觸電阻及線損的影響，盡量設(shè)置至2.52.75V以下，才可能保證電芯電壓放至3.0V。q引線線徑，長(zhǎng)度，插頭，端子不能隨意定義，意義