電池保護(hù)板,,顧名思義鋰電池保護(hù)板主要是針對(duì)可充電(一般指鋰電池)起保護(hù)作用的集成電路板,。 鋰電池(可充型)之所以需要保護(hù),,是由它本身特性決定的,。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過充,、過放,、過流,、短路及超高溫充放電,因此鋰電池鋰電組件總會(huì)跟著一塊帶采樣電阻的保護(hù)板和一片電流保險(xiǎn)器出現(xiàn),。
功能:
1,、過充保護(hù) 2、過放保護(hù) 3,、過流,、短路保護(hù)
手機(jī)電池啟動(dòng)保護(hù)后的解決方法
1、用原配的直沖在手機(jī)上直接充電,,會(huì)把電池保護(hù)板的保護(hù)電路自動(dòng)沖開,。
2、把電池的正負(fù)極瞬間短路,,看到電極片上有火花就行了,,多試幾次,然后再用直充充電,。
3,、找個(gè)5V的直流電,用正負(fù)極輕觸電池的正負(fù)極,,多試幾次,,再用原充電器充,。
作用
1.電壓保護(hù):過充,過放,,這要根據(jù)電池的材料不同而有所改變,,這點(diǎn)看似簡(jiǎn)單,但要細(xì)節(jié)上來看,,還是有經(jīng)驗(yàn)學(xué)問的,。
過充保護(hù),在我們以往的單節(jié)電池保護(hù)電壓都會(huì)高出電池充飽電壓50~150mV,。但是動(dòng)力電池不一樣,,如果你要想延長(zhǎng)電池壽命,你的保護(hù)電壓就選擇電池的充飽電壓,,甚至還要比此電壓還低些,。比如錳鋰電池,可以選擇4.18V~4.2V,。因?yàn)樗嵌啻當(dāng)?shù)的,,整個(gè)電池組的壽命容量主要是以容量最低的那顆電池以準(zhǔn),小容量的總是在大電流高電壓工作,,所以衰減加快,。而大容量每次都是輕充輕放,自然衰減要慢得多了,。為了讓小容量的電池也是輕充輕放,所以過充保護(hù)電壓點(diǎn)不要選擇太高,。這個(gè)保護(hù)延時(shí)可以做到1S,防止脈沖的影響從而保護(hù),。
過放保護(hù),也是與電池的材料有關(guān),,如錳鋰電池一般選擇在2.8V~3.0V,。盡量要比它單顆電池過放的電壓稍高點(diǎn)。因?yàn)?,在?guó)內(nèi)生產(chǎn)的電池,,電池電壓低于3.3V后,各顆電池的放電特性完全不一,,因此是提前保護(hù)電池,,這樣對(duì)電池的壽命是一個(gè)很好的保護(hù)。
總的一點(diǎn)就是盡量讓每一顆電池都工作在輕充輕放下工作,,一定是對(duì)電池的壽命是一個(gè)幫助,。
過放保護(hù)延滯時(shí)間,它要根據(jù)負(fù)載的不同而有所改變,,比如電動(dòng)工具類的,,他的啟動(dòng)電流一般都在10C以上,,因此會(huì)在短時(shí)間內(nèi)把電池的電壓拉到過放電壓點(diǎn)從而保護(hù)。此時(shí)無法讓電池工作,。這是值得注意的地方,。
2.電流保護(hù):它主要體現(xiàn)在工作電流與過電流使開關(guān)MOS斷開從而保護(hù)電池組或負(fù)載。
MOS管的損壞主要是溫度急劇升高,,它的發(fā)熱也是電流的大小及 本身的內(nèi)阻來決定的,,當(dāng)然小電流,對(duì)MOS沒什么影響,,但是大電流呢,,這個(gè)就要好好做些處理了, 在通過額定電流時(shí),,小電流10A以下,,我們可以直接用電壓來驅(qū)動(dòng)MOS管。大電流,,一定是要加驅(qū)動(dòng),,給MOS足夠大的驅(qū)動(dòng)電流。以下在MOS管驅(qū)動(dòng)有講到
工作電流,,在設(shè)計(jì)的時(shí)候,,MOS管上不能存在超過0.3W的功率。計(jì)算工式:I2*R/N,。R為MOS的內(nèi)阻,,N為MOS的數(shù)量。如果功率超過,,MOS會(huì)產(chǎn)生25度以上的溫升,,又因它們都是密封的,就算有散熱片,長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí),,溫度還是會(huì)上去,,因?yàn)樗麤]地方可散熱。當(dāng)然MOS管是沒任何問題,,問題是他產(chǎn)生熱量會(huì)影響到電池,,畢竟保護(hù)板是與電池放在一起的。
過流保護(hù)(最大電流),,此項(xiàng)是保護(hù)板必不可少的,,非常關(guān)鍵的一個(gè)保護(hù)參數(shù)。保護(hù)電流的大小與MOS的功率息息相關(guān),,因此在設(shè)計(jì)時(shí),,要盡量給出MOS能力的余量。在布板的時(shí)候,,電流檢測(cè)點(diǎn)一定要選好位置,,不能只接通就行,,這需要經(jīng)驗(yàn)值。一般建議接在檢測(cè)電阻的中間端,。還要注意電流檢測(cè)端的干擾問題,,因?yàn)樗男盘?hào)很容易受到干擾。
過流保護(hù)延時(shí),,它也是要根不同的產(chǎn)品做相應(yīng)的調(diào)整,。在此不多說了。
3.短路保護(hù):嚴(yán)格來講,,他是一個(gè)電壓比較型的保護(hù),,也就是講是用電壓的比較直接關(guān)斷或驅(qū)動(dòng)的,不要經(jīng)過多余的處理,。
短路延時(shí)的設(shè)置也很關(guān)鍵,,因?yàn)樵谖覀兊漠a(chǎn)品中,輸入濾波電容都是很大的,,在接觸時(shí)第一時(shí)間給電容充電,,此時(shí)就相當(dāng)于電池短路來給電容充電。
4.溫度保護(hù):一般在智能電池上都會(huì)用到,,也是不可少的,。但往往它的完美總會(huì)帶來另一方面的不足。我們主要是檢測(cè)電池的溫度來斷開總開關(guān)來保護(hù)電池本身或負(fù)載,。如果是在一個(gè)恒定的環(huán)境條件下,,當(dāng)然不會(huì)有什么問題。由于電池的工作環(huán)境是我們不可控的,,太多太復(fù)雜的變化,,因此不好選擇。如在北方的冬天,,我們定在多少合適?又如夏天的南方地區(qū),又定多少合適?顯然范圍太寬不可控的因素太多,,仁者見仁,,智者見智的去選擇了。
5.MOS保護(hù):主要是MOS的電壓,,電流與溫度,。當(dāng)然就是牽扯到MOS管的選型了。MOS的耐壓當(dāng)然要超過電池組的電壓,,這是必須的,。電流講的是在通過額定電流時(shí)MOS管體上的溫升了一般不超過25度的溫升,個(gè)人經(jīng)驗(yàn)值,,只供參考,。
MOS的驅(qū)動(dòng),,也許會(huì)有的人會(huì)講,我有用低內(nèi)阻大電流的MOS管,,但為何還有蠻高的溫度?這是MOS管的驅(qū)動(dòng)部分沒有做好,,驅(qū)動(dòng)MOS要有足夠大的電流,具體多大的驅(qū)動(dòng)電流,,要根據(jù)功率MOS管的輸入電容來定,。因此,一般的過流與短路驅(qū)動(dòng)都不能用芯片直接驅(qū)動(dòng),,一定要外加,。在大電流(超過50A)工作時(shí),一定要做到多級(jí)多路驅(qū)動(dòng),,才能保證MOS的同一時(shí)間同一電流正常打開與關(guān)閉,。因?yàn)镸OS管有一個(gè)輸入電容, MOS管功率,電流越大,,輸入電容也就越大,,如果沒有足夠的電流,不會(huì)在短時(shí)間做出完整的控制,。尤其是電流超過50A時(shí),,電流設(shè)計(jì)上更要細(xì)化,一定要做到多級(jí)多路驅(qū)動(dòng)控制,。這樣才能保證MOS的正常過流與短路保護(hù),。
MOS電流平衡,主要講的是多顆MOS并起來用時(shí),,要讓每一顆MOS管通過的電流,,打開與關(guān)閉時(shí)間都是一致的。這就要在畫板方面入手了,,它們的輸入輸出一定要對(duì)稱,,一定要保證每一個(gè)管子通過的電流是一致這才是目的。
6.自耗電量, 這個(gè)參數(shù)是越小越好,,最理想的狀態(tài)是為零,,但不可能做到這一點(diǎn)。就是因?yàn)槿巳硕枷氚堰@個(gè)參數(shù)做小,,有很多人的要求更低,,甚至離譜,我們想想,,保護(hù)板上有芯片,,它們是要工作的,可以做到很低,,但是可靠性呢?應(yīng)該是在性能可靠完全OK的情況下再來考量自耗電的問題,。有些朋友也許進(jìn)入了誤區(qū),,自耗電分為整體的自耗電和每一串的自耗電。
整體自耗電,,如果在100~500uA都是沒什么問題的,,因?yàn)閯?dòng)力電池的容量本身就很大。當(dāng)然電動(dòng)工具的另外分析,。如5AH的電池,,放電500uA,要放多久,,因此對(duì)整個(gè)電池組來講是很微弱的,。
每串自耗電才最關(guān)鍵的,這個(gè)也不可能為零,,當(dāng)然也是在性能完全可行情況下進(jìn)行,,但有一點(diǎn),每一串的自耗電量一定要一致,,一般每一串的差別不能超過5uA,。這點(diǎn)大家應(yīng)該知道,如果每一串的自耗電不一時(shí),,那么在長(zhǎng)時(shí)間擱置下,,電池的容量一定會(huì)產(chǎn)生變化的。
7.均衡:均衡這一塊是此文章的論述的重點(diǎn),。目前最通用的均衡方式分為兩種,,一種就是耗能式的,另一種就是轉(zhuǎn)能式的,。
A耗能式均衡,主要是把多串電池中某節(jié)電池的電量或電壓高的用電阻把多余的電能損耗掉,。它也分如下三種。
一,,充電時(shí)時(shí)均衡,,它主要是在充電時(shí)任何一顆電池的電壓高出所有電池平均電壓時(shí),它就啟動(dòng)均衡,,無論電池的電壓在什么范圍,,它主要是應(yīng)用在智能軟件方案上。當(dāng)然如何定義可以由軟件任意調(diào)整,。此方案的優(yōu)點(diǎn)它能有更多的時(shí)間去做電池的電壓均衡。
二,,電壓定點(diǎn)均衡,,就是把均衡啟動(dòng)定在一個(gè)電壓點(diǎn)上,如錳鋰電池,,很多就定在4.2V開始均衡,。這種方式只是在電池充電的末端進(jìn)行,,所以均衡時(shí)間較短,用處可想而知,。
三,,靜態(tài)自動(dòng)均衡,它也可以在充電的過程中進(jìn)行,,也可以在放電時(shí)進(jìn)行,,更有特點(diǎn)的是,電池在靜態(tài)擱置時(shí),,如果電壓不一致時(shí),,它也在均衡著,直到電池的電壓達(dá)到一致,。但有人認(rèn)為,,電池都沒工作了,為什么保護(hù)板還是在發(fā)熱呢?
以上三種方式都以是參考電壓來實(shí)現(xiàn)均衡的,。但是,,電池電壓高不一定代表容量就高,也許截然相反,。以下論述,。
其優(yōu)點(diǎn)就是成本低,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,,在電池電壓不一致時(shí)能起到一定的作用,,主要體現(xiàn)在電池長(zhǎng)時(shí)間擱置自耗引起的電壓不一致。理論上是有微弱的可行性,。
缺點(diǎn),,電路復(fù)雜,元件多,,溫度高,,防靜電差,故障率高,。
在選擇采樣電阻時(shí),,多考慮電阻的耐沖擊能力,以及溫度的承受極限以及功率,!
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