单节电芯的锂电池保护板原理简析

　　12V锂电池保护板
　　12V锂电池保护板，16串磷酸铁锂电池保护板，18650电池保护板，线路板厂在双面线路板设计时都会优先考虑锂电池保护板工作原理，带大家看一个单节电芯的锂电池保护板原理；锂电池保护板根据使用IC，电压等不同而电路及参数有所不同，下面以DW01 配MOS管8205A进行介绍，其中包括其锂电池保护板的正常工作行为。
　　锂电池保护板工作原理
　　当电芯电压在2.5V至4.3V之间时，DW01 的第1脚、第3脚均输出高电平（等于供电电压），第二脚电压为0V。此时DW01 的第1脚 、第3脚电压将分别加到8205A的第5、4脚，8205A内的两个电子开关因其G极接到来自DW01 的电压，故均处于导通状态，即两个电子开关均处于开状态。此时电芯的负极与保护板的P-端相当于直接连通，保护板有电压输出。
　　
　　保护板短路保护控制原理
　　12V锂电池保护板图在保护板对外放电的过程中，8205A内的两个电子开关并不完全等效于两个机械开关，而是等效于两个电阻很小的电阻，并称为8205A的导通内阻，加在G极上的电压实际上是直接控制每个开关管的导通电阻的大小当G极电压大于1V时，开关管的导通内阻很小（几十毫欧），相当于开关闭合；
　　当G极电压小于0.7V以下时，开关管的导通内阻很大（几MΩ），相当于开关断开。电压UA就是8205A的导通内阻与放电电流产生的电压，负载电流增大则UA必然增大；
　　UA可以简接表明放电电流的大小。上升到0.2V时便认为负载电流到达了极限值，于是停止第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V、8205A内的放电控制管关闭，切断电芯的放电回路，将关断放电控制管。换言之DW01 允许输出的最大电流是3.3A，实现了过电流保护。
　　
　　保护板过充电保护控制原理
　　当电池通过充电器正常充电时，随着充电时间的增加，电芯的电压将越来越高，当电芯电压升高到4.4V时，DW01 将认为电芯电压已处于过充电电压状态，便立即断开第3脚的输出电压，使第3脚电压变为0V，8205A内的开关管因第4脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的充电回路被切断，电芯将停止充电。
　　保护板处于过充电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上放电负载后，因此时虽然过充电控制开关管关闭，但其内部的二极管正方向与放电回路的方向相同，故放电回路可以进行放电，当电芯的电压被放到低于4.3V时，DW01 停止过充电保护状态重新在第3脚输出高电压，使8205A内的过充电控制管导通，即电芯的B-与保护板P-又重新接上，电芯又能进行正常的充放电。
　　保护板过放电保护控制原理
　　当电芯通过外接的负载进行放电时，电芯的电压将慢慢降低，同时DW01 内部将通过R1电阻实时监测电芯电压，当电芯电压下降到约2.3V时DW01 将认为电芯电压已处于过放电电压状态，便立即断开第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V，8205A内的开关管因第5脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。
　　等到保护板的P 与P-间接上充电电压后，DW01 经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态，重新在第1脚输出高电压，使8205A内的过放电控制管导通，即电芯的B-与保护板的P-又重新接上，电芯经充电器直接充电。
　　短路保护控制过程
　　12V锂电池保护板短路保护是过电流保护的一种极限形式，其控制过程及原理与过电流保护一样，短路只是在相当于在P+、P-间加上一个阻值小的电阻（约为0Ω）使保护板的负载电流瞬时达到10A以上，保护板立即进行过电流保护。
　　锂电池充电电路原理及应用
　　锂离子电池以其优良的特性，被广泛应用于：手机、摄录像机、笔记本电脑、无绳电话、电动工具、遥控或电动玩具、照相机等便携式电子设备中。
　　锂电池与镍镉、镍氢可充电池：
　　锂离子电池的负极为石墨晶体，正极通常为二氧化锂。充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入石墨层中。放电时，锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极。所以，在该电池充放电过程中锂总是以锂离子形态出现，而不是以金属锂的形态出现。因而这种电池叫做锂离子电池，简称锂电池。
　　锂电池具有：体积小、容量大、重量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多等优点，但价格较贵。镍镉电池因容量低，自放电严重，且对环境有污染，正逐步被淘汰。镍氢电池具有较高的性能价格比，且不污染环境，但单体电压只有1.2V，因而在使用范围上受到限制。