来源:锂电圈
锂电池保护板是对串联锂电池组的充放电保护;单个电池之间的电压差小于设定值(一般)±20mV),实现电池组各单个电池的均匀充电,有效提高串联充电模式下的充电效果;同时检测电池组各单个电池的过压、欠压、过流、短路、过温,保护和延长电池使用寿命;欠压保护使每个单节电池在放电时避免过放电损坏。
成品锂电池主要由两部分组成:锂电池芯和保护板。锂电池芯主要由正极板、隔膜、负极板和电解质组成;正极板、隔膜和负极板缠绕或分层、包装和灌注电解质,包装后制成电池。许多人不知道锂电池保护板的作用。顾名思义,锂电池保护板是用来保护锂电池的。锂电池保护板的作用是保护电池不放置、充电或流动,还有输出短路保护。
1、控制ic,2.开关管由微容和微阻组成。ic 其功能是保护电池。如果满足保护条件,则应进行控制mos断开或关闭(如电池达到过充、过放、短路、过流等保护条件)mos管道的功能是开关功能,由控制ic开控制。
锂电池(可充型)之所以需要保护,是因为它自身的特点。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路和超高温充放电,锂电池的锂电池组件总是出现在精致的保护板和电流保险器上。锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC保护板由-40电子电路组成℃至 85℃始终准确监控电池电压和充放电路电流。
当电池充电时,电压超过设定值VC(4.25-4.35V,具体过充保护电压取决于具体过充保护电压IC)后,VD1翻转使Cout变成低电平,T1.停止充电.当电池电压下降时VCR(3.8-4.1V,具体的过充保护和恢复电压取决于具体的过充保护和恢复电压IC)时,Cout变成高电平,T导通充电继续, VCR必须小于VC一个定值,防止频繁跳变。
当电池电压因放电而降低到设定值时VD(2.3-2.5V,具体过充保护电压取决于具体过充保护电压IC)时, VD2.短时间延迟后翻转Dout变成低电平,T2.停止放电。当电池充电时,内部或门被翻转T为下次放电做好准备。
当电路充放电路电流超过设定值或短路时,短路检测电路动作MOS关闭管道,截止电流。

基准供电电阻;和IC内部电阻构成分压电路,控制内部过充放电压比较器的电平翻转;一般电阻值为330Ω、470Ω更多;当包装形式(即用标准元件的长度和宽度表示元件的大小时,如0402包装标志,分别为1.0mm和0.5mm)较大时,会用数字标记其电阻值,如贴片电阻上的数字标记473, 即表示其阻值为47000Ω即47KΩ(第三位数表示前两位后加0位数)。
过流和短路检测电阻VM端电压控制保护板的电流 ,焊接不良会导致电池过流 、短路无保护,一般电阻为1KΩ、2KΩ较多。
R3:ID识别电阻或NTC电阻(前面有介绍)或两者都有。
结论:保护板中的电阻为黑色贴片,电阻值可用万用表测量。当包装较大时,电阻值将用数字表示。当然,电阻值一般有偏差,每个电阻都有精度规格,如10KΩ电阻规格为 精度为9/-5%.5KΩ -10.5KΩ范围合格。
由于电容两端电压不能突变,起瞬间稳压和滤波作用。总结:保护板内电容为黄色贴片,包装形式多为0402,包装少数为0603(1).6mm长,0.8mm宽度);用万用表检测其电阻值通常是无限的MΩ等级;电容泄漏会产生自耗电大、短路无自恢复现象。FUSE:普通FUSE或PTC(Positive Temperature Coefficient缩写是指正温度系数);防止不安全的大电流和高温放电,包括PTC有自恢复功能。
总结:FUSE白色贴片一般用于保护板,LITTE公司提供FUSE会在FUSE上标识字符D-T,字符的意思是FUSE例如,D额定电流为0.25A,S为4A,T为5A等。
控制IC;保护板的所有功能都是IC通过监控连接VDD-VSS之间的电压差和VM-VSS控制间的电压差C-MOS实现开关动作。
过充控制端;通过MOS管T格栅极电压控制MOS管的开关。
过放、过流、短路控制端;通过MOS管T格栅极电压控制MOS管的开关。
过流、短路保护电压检测端;通过检测VM端部电压实现电路过流和短路保护
(U(VM)=I*R(MOSFET))。
总结:IC保护板上一般有6个管脚的封装形式。区分管脚的方法是:在封装体上标记黑点附近为第一管脚,然后逆时针旋转为第2、3、4、5、6管脚;如果封装体上没有黑点标记,则封装体上的字符左下为第一管脚,其他管脚逆时针类推)C-MOS:现场效应开关管;保护功能的实现者 ;无保护、无显示、输出电压低等不良现象会导致连焊、虚焊、假焊、击穿。
总结:CMOS在保护板中,通常有8个管脚的封装形式,当时有两个管脚MOS管组成相当于两个开关,分别控制过充保护和过放、过流、短路保护;管脚的区分方法和IC一样。
保护板正常情况下,Vdd为高电平,Vss、VM为低电平,Dout、Cout高电平;当Vdd、Vss、VM任何参数变换时,Dout或Cout的电平将发生变化,此时MOSFET执行相应的动作(开关电路),实现电路的保护和恢复功能。
这种不良首先排除了电池不良(电池没有电压或低电压)。如果电池不良,应测试保护板的自耗电量,看看保护板的自耗电量是否过大,导致电池电压低。如果电池电压正常,则是由于保护板整个电路(部件虚焊、假焊、FUSE不良、PCB板内部电路不通、过孔不通、MOS、IC损坏等)。具体分析步骤如下:
(一)用万用表黑表笔连接电池负极,红表笔依次连接FUSE、R1电阻两端,IC的Vdd、Dout、Cout端,P 假设电池电压为3.8V),逐段分析,这些测试点应为3.8V。如果没有,这段电路有问题。
1. FUSE两端电压变化:测试FUSE是否导通,如果导通是PCB板内电路不通;如果没有通则FUSE有问题(来料不良,过流损坏(MOS或IC控制失效),材料问题(在MOS或IC动作之前FUSE烧坏),然后用导线短接FUSE,继续向后分析。
2. R电阻两端电压发生变化:测试R1电阻值,如果电阻值异常,可能是虚焊,电阻本身断裂。如果电阻值没有异常,可能是IC内部电阻有问题。
3. IC测试端电压发生变化:Vdd端与R1电阻相连。Dout、Cout由于端异常IC虚焊或损坏。
4. 如果前面的电压没有变化,测试B-到P 由于保护板正极过孔不通,室内电压异常。
(二)万用表红表笔连接电池正极,激活MOS管后,黑表笔依次连接MOS管2,3脚,6,7脚,P-端。
1.MOS管2、3脚、6、7脚电压变化,说明MOS管异常。
2.若MOS管电压无变化,P-由于保护板负极过孔不通,端电压异常。
1. VM端电阻问题:万用表一表可用于笔接IC2脚,一表笔接和VM端电阻连接MOS确认管脚的电阻值。看电阻和IC、MOS管脚是否有虚焊。
2. IC、MOS异常:过放保护与过流、短路保护共用MOS管,若短路异常是由于MOS如果出现问题,此板应无过放保护功能。
3. 以上是正常情况下的不良,也可能发生IC与MOS配置不良引起的短路异常。如早期发生BK-其型号为312D’的IC内延时间过长,导致内延时间过长IC在进行相应的动作控制之前MOS或者其他部件已经损坏。注:确定IC或MOS最简单、最直接的方法更换可疑的部件。
1. 设计时所用IC没有自恢复功能,如G2J,G2Z等。
2. 仪器设置短路恢复时间过短,或在短路测试过程中未移除负载。如果用万用表电压档短路表笔,则表笔未从测试端移除(万用表相当于几兆负载)。
3. P 、P-间漏电,如焊盘间有杂质的松香,黄胶或杂质P 、P-间电容被击穿,IC Vdd到Vss间被击穿.(阻值只有几K到几百千K)。
4. 如果以上没有问题,可能没有问题。IC被击穿,可测试IC管脚之间的阻值。
1. 由于MOS内阻相对稳定,内阻大。首先要怀疑的是FUSE或PTC这些内阻相对容易改变的部件。
2. 如果FUSE或PTC如果电阻值正常,则视保护板结构检测P 、P-焊盘与部件表面之间的过孔阻值,可能会出现过孔微断现象,阻值较大。
3. 如果以上没有问题,请怀疑MS是否出现异常:首先确定焊接有没有问题;其次看板的厚度(是否容易弯折),因为弯折时可能导致管脚焊接处异常;再将MOS管放到显微镜下观测是否破裂;最后用万用表测试MOS管脚阻值,看是否被击穿。
1. ID电阻本身由于虚焊、断裂或因电阻材质不过关而出现异常:可重新焊接电阻两端,若重焊后ID正常则是电阻虚焊,若断裂则电阻会在重焊后从中裂开。
2. ID过孔不导通:可用万用表测试过孔两端。
3. 内部线路出现问题:可刮开阻焊漆看内部电路有无断开、短路现象。
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