保護板培訓教材ppt課件

1、整理：電子開發(fā)部整理：電子開發(fā)部電池保護板培訓教材電池保護板培訓教材電池保護板，Protection Circuit Module, 簡稱PCM. 是在空PCB（Print circuit Board）板上面貼上電子元器件, 組合后達到一定電氣功能的線路板。主要對電池的充電，放電，短路，過流等進行控制，防止電池在正常使用過程中，因外部因素（如充電器，放電設備不正常等）造成電化學損壞，起附加保護作用。1. 序言2. 保護板控制原理過充電保護：充電時，電池達到過充保護電壓時，SW2斷開過放電保護：放電時，電池達到過放保護電壓時，SW1斷開3. 保護板的主要材料印刷電路板，也叫PCB板（Print

2、Circuit Board）, 是保護板的基材；材質有，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，主要用來電壓電流取樣，RC濾波3 3 . 電容，主要用來濾波，4 4 . 保護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）,臺系及國產（FORTUNE/CS/VIMICRO等）,其它（Mitsumi,Sanyo,Linear等）；一般有電壓檢測端口，電流檢測端口，充電控制

3、端口，放電控制端口。5. 場效應管，簡稱MOS-FET,是目前半導體制造商常用元件，品牌眾多，ST,Onsemi,Fairchild,Sanyo,AOS,Mitsubishi9. 溫度保險絲，Thermal fuse, 熔斷后不能恢復，也做過溫保護用6 6 . 熱敏電阻NTC,主要用來監(jiān)測電池溫度用，有SMD貼片和引線型7. 過流保護片,也叫Polyswitch, PTC ，主要用來做電池短路和過流保護用。8. 溫度開關，也叫TCO (Thermal cut off),可自恢復，主要用來做過溫保護用。4.保護板關鍵元件：IC，Mos-fet理光保護IC：過放，過充，過流值非連續(xù)性；選型時務必聯(lián)

4、系技術員或供應商，采用常用型號。2. 精工保護IC: 型號多，覆蓋范圍廣，也非連續(xù),選型時務必聯(lián)系技術員或供應商，采用常用型號續(xù)上S-8242 兩串：S-8232的升級版本，S-8254 三四串：通過設置可以通用于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的的占有率最大，常用于電動工具，筆記本，電動車領域，同時具有電源管理方案，能對電池電壓，充放電流，容量，循環(huán)次數(shù)等進行檢測和顯示。n另外對過充保護電壓，過放保護電壓，過流保護電流，延時等進行線性設置。n還有一種多節(jié)控制方式是采取多個單節(jié)保護IC級聯(lián)組成，成本低，可靠性低，一致性差，沒有

5、以上電源管理功能。4. Mos-fet: 場效應管，開關管續(xù)上qMos-fet的關鍵參數(shù)：qG極和S之間的電壓Vgs, 有最小驅動電壓和最高耐壓。qD極和S之間的電壓Vds, 最高耐壓。qD極和S之間的導通內阻，隨驅動電壓高低，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所有我們有時要選用不同耐壓，不同電流，不同封裝的Mos-fet來滿足應用和客戶要求。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品的用途及測試客戶產品。q不同耐壓，電流，封裝尺寸的Mos-fet之間的價格差異大，同時品牌質量也會影響單價。單節(jié)4. 保護板原理圖續(xù)上兩節(jié)34節(jié)續(xù)上續(xù)上多節(jié)帶電源管理n當多個電池組合串聯(lián)時，由于電池容量不同，或長期存儲時電池的自放電率不同，用同一個串聯(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在不導致過充和過放的條件下，容量低或自放電率高的電池則代表了整個電池組的容量，則降低了整個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充滿；希望讓自放電率高的

7、電池也和其它電池一樣同時充滿。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)過多個循環(huán)去實現(xiàn)，均衡放電的方法復雜這里不做介紹。q見附圖，充電時，容量低或自放電率低的電池電壓升的快，當保護板中的監(jiān)測器件監(jiān)測到該電池時，只要電壓達到某個設定數(shù)值，則開通并聯(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5個充電循環(huán)其它電池都可以充滿，這就達到了均衡充電的目的了。續(xù)上q對電芯的正負極，我們用B+和B-表示；對于組合后的正負極，我們用P+和P-標示。q電

8、池組合后，由于增加鎳帶，線材，保護板甚至膠紙等輔料，組合尺寸比單體尺寸大，內阻也高過單體電芯；q多個電芯組合，務必盡量保證各電芯充放電回路損耗小，否則會人為造成電芯平臺下降或充不滿。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，保護板外，其它檢測電壓線路只要能導電就好，要盡量靠近電芯極耳兩端。q對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，詳見以下例子。5.Pack(包裝)問題續(xù)上q電池B1,B2,B3經(jīng)過配對組合，R1是導線內阻。q充電時，B1/B2/B3電壓同時上升，由于B1這節(jié)有R1的存在可能導致保護板檢測的電壓是V1+VR, 會導致保護板提前保護，或充電器提前進入恒壓充電階段；放電情況同理是V1-VR。續(xù)上q加板加線的組合，充電時要考慮恒流電流在保護板和導線上產生的電壓降對電池恒壓點影響，充電電流大時影響更大，提前進入恒壓充電。q加板加線的組合，放電時要考慮恒流電流在保護板和導線上產生的電壓降對終止電壓的影響，放電電流大影響更大，提前進入放電截止點，電池沒有完全放電，導致容量低的誤判斷。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，長度，插頭，端子不能隨意定義，意義