保護(hù)板培訓(xùn)教材

保護(hù)板培訓(xùn)教材

主要內(nèi)容：一、保護(hù)板原理解說二、保護(hù)板主要性能檢測方法三、保護(hù)板測量手法四、不良案例分析

一、保護(hù)板原理解說：

1）過充保護(hù)2）過放保護(hù)3）過流保護(hù)4）短路保護(hù)1、實(shí)現(xiàn)功能：

1）過充保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)的原理：①IC工作電壓為2~5V或2~8V，均可保證可靠工作，即Vss與

VDD間的電壓；IC內(nèi)部有一個(gè)比較器（見下圖）

VDD

VDD拾取一個(gè)取樣電壓

VSS

基準(zhǔn)電壓②當(dāng)取樣電壓大于設(shè)定值VC(4.3±0.05V）時(shí)，比較器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，使Cout變?yōu)榈碗娖?，關(guān)閉MOS管CO控制開關(guān)，當(dāng)電壓小于基準(zhǔn)電壓時(shí)，使Cout變?yōu)楦唠娖?，開啟MOS管CO控制開關(guān)，保護(hù)板正常工作。①IC內(nèi)部有一個(gè)比較器VD2（圖同上圖）；②當(dāng)取樣電壓小于設(shè)定值VD

（2.3±0.05V）時(shí)，比較器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，以短時(shí)間延時(shí)后，使Dout變?yōu)榈碗娖剑P(guān)閉

MOS管DO控制開關(guān)，放電停止，當(dāng)電池被置于充電時(shí)，

比較器再次發(fā)生翻轉(zhuǎn)，使Dout變?yōu)楦唠娖?，開啟MOS

管DO控制開關(guān)，保護(hù)板進(jìn)入充電狀態(tài)。

3）過流保護(hù)和短路保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)的原理：

①當(dāng)MOS管兩端電壓在0.2V左右時(shí)為過流①②當(dāng)MOS管兩端電壓在0.4V左右時(shí)為過流②③當(dāng)MOS管兩端電壓在0.9V左右時(shí)為短路③

2）過放保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)的原理：2、元件作用保護(hù)板電氣原理圖：①IC：控制作用；保護(hù)板所有功能都是IC通過監(jiān)視連接在

VDD-VSS間的電壓差及VM-VSS間的電壓差而控制MOS執(zhí)行開

關(guān)動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)的。CO：過充控制端；VM：過流、短路保護(hù)電壓檢測端；通過檢測VM端的電壓實(shí)現(xiàn)

電路的過流、短路保護(hù)（U（VM）=I*R（MOSFET））。

DO：過放、過流、短路控制端；VSS：負(fù)電源輸入端；VDD：正電源輸入端；此款I(lǐng)C為5腳IC，應(yīng)用于PAP04等保護(hù)板；IC腳辨認(rèn)方法：IC正面字體對著自己，左邊的第一腳為IC1腳，逆時(shí)針方向按

順序數(shù)，為IC的1—5腳。此款I(lǐng)C為5腳IC，體積較小，應(yīng)用于PAP11、PAP12等保護(hù)板；IC腳辨認(rèn)方法：以IC面邊緣的色條為起點(diǎn)，逆時(shí)針方向按順序數(shù)，為IC的1—5腳。此款I(lǐng)C為6腳IC，應(yīng)用于503759-006等保護(hù)板；IC腳辨認(rèn)方法：以IC面邊緣的色條為起點(diǎn)，逆時(shí)針方向按順序數(shù)，為IC的1—5腳。②MOS：相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)。

此款MOS管應(yīng)用于PAP11、PAP12等保護(hù)板；MOS管腳辨認(rèn)方法：打點(diǎn)的第一腳為MOS管的1腳，以1腳為起點(diǎn)，逆時(shí)針方向按順序數(shù)，為IC的1—5腳。此款MOS管應(yīng)用于503759-006等保護(hù)板；MOS管腳辨認(rèn)方法：打點(diǎn)的第一腳為MOS管的1腳，以1腳為起點(diǎn)，逆時(shí)針方向按順序數(shù)，為IC的1—5腳。Pin5③R1：基準(zhǔn)供電電阻；與IC內(nèi)部電阻構(gòu)成分壓電路，控制內(nèi)部過充、過放電壓比較器的翻轉(zhuǎn)電平；R1阻值常見的為330Ω、470Ω；我司采用的為貼片電阻；尺寸規(guī)格：0402、0603等；電阻上絲印的數(shù)字標(biāo)識(shí)其阻值，如貼片電阻上數(shù)字標(biāo)識(shí)473，即表示其阻值為47×103Ω即47KΩ。④R2：過流、短路檢測電阻；一般阻值為1KΩ、2KΩ；

⑤R3：限流電阻；一般過流規(guī)格比較小的保護(hù)板都會(huì)使用R3

電阻；⑥C1、C2：防止電源異常交化（值為0.02uF以上，取0.1uF）；

⑦PTC：正溫度系數(shù)熱敏電阻；超過一定的溫度(居里溫度)時(shí),

它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高.⑧NTC：負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻；在一定的測量功率下，電阻值

隨溫度的上升而下降。

⑨FUSE：保險(xiǎn)絲；保險(xiǎn)絲就會(huì)在電流異常升高到一定的高度

的時(shí)候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護(hù)電路安全運(yùn)行

的作用。二、保護(hù)板主要性能檢測方法：

用萬用表歐姆檔直接測量NTC電阻兩端，或者測量負(fù)極導(dǎo)線與NTC導(dǎo)線之間，所測量的阻值為NTC阻值，再與《溫度變化與NTC阻對照指導(dǎo)》對比。1.NTC測試：2.自耗電測試：

調(diào)節(jié)恒流源為3.7V/500mA；萬用表設(shè)置為uA檔，紅表筆插入uA插孔，然后與恒流源串聯(lián)，測量保護(hù)板B+、B-兩端，萬用表顯示的數(shù)值為自耗電值，如下圖所示：3.內(nèi)阻測試：

方法一：如右圖連接好電路，用內(nèi)阻

測試儀測B-、P-間的阻值為R1，

再測B+、P+間的阻值為R2，

內(nèi)阻測試儀本身內(nèi)阻為R3，則

保護(hù)板的內(nèi)阻為R1+R2-2R3。

方法二：如右圖接好電路B+P+用萬用

表分別測B+、P+間及B-、P-

間電壓。所得電壓值即為保護(hù)

板的內(nèi)阻，因?yàn)殡娐分械碾娏?/p>

為1A，根據(jù)歐姆定律：R=U/I。

4V/1A恒流源

3.6V/1A電芯

4.短路保護(hù)測試：

電芯接到保護(hù)板B+、B-上，用萬用表測量P+、P-輸出電壓，確定為正常電壓后，瞬間短接P+、P-，再用萬用表測量P+、P-輸出電壓（如下圖所示），反復(fù)短接3-5次，此時(shí)萬用表讀數(shù)應(yīng)與電芯電壓一致，保護(hù)板應(yīng)無冒煙、爆裂等現(xiàn)象。

紅表筆

黑表筆

5.過充、過放、過流保護(hù)測試：

如下圖所示接好電路，設(shè)置好鋰易安參數(shù)，再按自動(dòng)按鈕，表筆連接好測試點(diǎn)后，按住紅表筆上的按鈕進(jìn)行測試。此時(shí)鋰易安測試儀的功能顯示燈應(yīng)逐次點(diǎn)亮，表示性能OK。按顯示鍵檢查測試數(shù)據(jù)：‘Chg’表示過充保護(hù)電壓；‘Dis’表過放保護(hù)電壓；‘Ocur’表示過流保護(hù)電流。

1、電壓法：通過測量保護(hù)板各個(gè)測試點(diǎn)的電壓來判定故障原因。

1）IC各腳電壓測試方法：VDD供電腳：黑表筆連接電芯B-，紅表筆連接VDD腳，2V-8V，可判定IC能可靠工作；CO控制腳：黑表筆連接電芯B-，紅表筆連接CO腳，電壓應(yīng)與VDD腳的輸入電壓一致，若低于VDD腳電壓，則判定為異常；DO控制腳：黑表筆連接電芯B-，紅表筆連接DO腳，電壓應(yīng)與VDD腳的輸入電壓一致，若低于VDD腳電壓，則判定為異常；VM過流檢測腳：黑表筆連接電芯B-，紅表筆連接VM腳，應(yīng)為低電平，若為高電平，則說明IC已保護(hù)了。三、保護(hù)板測量手法：

2）MOS管各腳電壓測試方法：CO控制腳：黑表筆連接電芯B-，紅表筆連接CO腳，電壓應(yīng)與ICCO腳輸出的電壓一致；源極：紅表筆連接電芯B+，黑表筆連接CO腳，電壓應(yīng)與CO腳的輸入電壓一致，若低于CO腳輸入電壓，則判定為異常；DO控制腳：黑表筆連接電芯B-，紅表筆連接DO腳，電壓應(yīng)與ICDO腳輸出的電壓一致；源極：紅表筆連接電芯B+，黑表筆連接DO腳，電壓應(yīng)與DO腳的輸入電壓一致，若低于DO腳輸入電壓，則判定為異常；

2、電阻法：測量之前，必須先斷開保護(hù)板電源。1）測量B+、B-之間阻值應(yīng)為兆歐級(jí)，出現(xiàn)千歐級(jí)或以下時(shí)，可判定C1電容不良或IC的VDD端至VSS端內(nèi)部電路被擊穿；2）測量P+、P-之間阻值應(yīng)為兆歐級(jí)，出現(xiàn)千歐級(jí)或以下時(shí)，可判定C2電容不良或NTC端與正極短路；3）分別測量MOS管合并腳（一般為5、6、7、8腳）與其他四個(gè)功能腳之間阻值應(yīng)為兆歐級(jí)，出現(xiàn)千歐級(jí)或以下時(shí)，可判定MOS管不良。四、不良案例分析：

分析步驟：1）首先用泰斯測試儀檢測電池性能，確認(rèn)不良現(xiàn)象；2）電池外觀確認(rèn)，必要時(shí)對電池整體外觀、條碼、日期噴碼拍下圖片；3）拆解外圍膠紙，檢查電芯凹槽和PCM外觀（目視、顯微鏡、二次元、X-RAY）；4）用內(nèi)阻儀測量電芯內(nèi)阻、電壓，確認(rèn)電芯性能；5）將保護(hù)板拆離，外接3.80V電芯，對保護(hù)板進(jìn)行分析，記錄數(shù)據(jù)；注意事項(xiàng)：1）未確認(rèn)電池不良現(xiàn)象之前，先勿拆解電池，破壞原始狀態(tài)；2）用烙鐵焊接保護(hù)板時(shí)，必須先將保護(hù)板的電源斷開；3）拆下電芯后，將電芯擺放好，以免造成電芯短接。6）總結(jié)：以報(bào)告的形式描述整個(gè)分析過程。（包含數(shù)據(jù)、圖片）

1、PAP12電池?zé)o顯示：

分析過程描述：1）用泰斯測試儀檢測電池性能，結(jié)果顯示：無顯示；2）用恒流源對電池充電激活，無效；3）拆解外圍膠紙，目視檢查電芯凹槽和PCM外觀，無發(fā)現(xiàn)不良；4）用內(nèi)阻儀測量電芯內(nèi)阻為280毫歐，電壓為3.83V，判定電芯為良品；5）將保護(hù)板拆離，連接3.80V電芯，用萬用表測量IC供電腳（2腳）電壓為0V，

IC不能正常工作；6）用萬用表歐姆檔測量B+至IC2腳之間的阻值為無窮大，正常的阻值為471歐姆（B+至IC2腳之間串聯(lián)471歐姆的R1電阻），初步懷疑R1電阻問題；7）用顯微鏡觀察R1電阻表面狀況，發(fā)現(xiàn)電阻表面黑膠出現(xiàn)裂痕。見下圖：R1電阻黑膠出現(xiàn)裂痕9）供應(yīng)商對R1電阻進(jìn)行切片解析，結(jié)論：電阻出現(xiàn)裂痕；如下圖所示：8）用刀片刮去R1電阻位置上黑膠（漏出電阻焊點(diǎn)兩端即可），用萬用表歐姆檔直接測量電阻兩端阻值為無窮大，初步判定R1電阻不良。R1電阻出現(xiàn)裂痕結(jié)論：R1電阻出現(xiàn)裂痕，造成電阻阻值無窮大，電源無法對IC供電，導(dǎo)致

IC不能正常工作，電池?zé)o電壓輸出。

2、PAP11電池短路無自恢復(fù)：

分析過程描述：1）用萬用表測量電池的輸出電壓為0V；2）用恒流源對電池充電激活，用萬用表測量電池輸出電壓為3.5V，將P+、P-

兩端瞬間短路，再測量電池輸出電壓為0V，判定電池短路無自恢復(fù)功能；3）拆解外圍膠紙，目視檢查電芯凹槽和PCM外觀，無發(fā)現(xiàn)不良；4）用內(nèi)阻儀測量電芯內(nèi)阻為69毫歐，電壓為3.5V，判定電芯電壓低；5）將保護(hù)板拆離，用恒流源串聯(lián)萬用表檢測保護(hù)板自耗電為2.6毫安，判定保護(hù)板自耗電大；6）用萬用表歐姆檔測量B+、B-之間的阻值為4.2kΩ，不正常，（正常阻值為

MΩ以上），測量C1電容（連接IC的VDD、VSS腳）兩端阻值為3.9kΩ；7）根據(jù)電氣原理圖分析得出，若C1電容兩端或IC的VDD腳與VSS腳之間阻值為

3.9kΩ，就相當(dāng)在B+、B-之間連接3.9kΩ阻值+R1電阻，形成一4.2kΩ負(fù)載，電芯直接對此負(fù)載放電，（如下圖），導(dǎo)致保護(hù)板自耗電大；8）將C1電容焊下，在測量B+、B-之間的阻值為4.2kΩ，判定IC的VDD腳與VSS

腳之間內(nèi)部電路被擊穿；

結(jié)論：IC被擊穿，產(chǎn)生漏電，造成保護(hù)板自耗電大，導(dǎo)致電池短路無自恢復(fù)。3.9kΩ阻值+R1電阻，形成一4.2kΩ負(fù)載

3、PAP11電池