电池电路板厂告诉你锂电池保护板的工作原理
锂电池保护板的组成
锂电池保护板是对串联锂电池组的充放电保护；在充满电时能保证各单体电池之间的电压差异小于设定值（一般±20mV），实现电池组各单体电池的均充，有效地改善了串联充电方式下的充电效果；同时检测电池组中各个单体电池的过压、欠压、过流、短路、过温状态，保护并延长电池使用寿命；欠压保护使每一单节电池在放电使用时避免电池因过放电而损坏。
锂电池保护板通常包括控制IC、MOS开关及辅助器件NTC、ID、存储器等。其中控制IC，在一切正常的情况下控制MOS开关导通，使电芯与外电路沟通，而当电芯电压或回路电流超过规定值时，它立刻控制MOS开关关断，保护电芯的安全。
一般的锂电池保护板由控制IC、MOS管、电阻电容、保险丝FUSE等组成。
TH为温度检测，内部是一个10K NTC接到电池负极；ID是电池在位检测，一般是47K/10K电阻接到电阻负极，有的是0R电阻；TH和ID均是选配，并不是所有锂电池都有的。
电池电路板厂所了解的锂电池保护板的工作原理
一般锂离子电池内部会有一个小的PCB板，和电池封装在一起，主要作用就是用来保护电池。这个电路板根据组成电路不同，一般会有过放保护、过充保护、过流保护、短路保护以及控制IC失效之后的FUSE保护这几种。
过充保护
电池充电时，电流（方向如箭头所示）从电池包的正极流入，经过FUSE后从负极流出，最下方的两个MOS管均是导通状态。
充电时，控制IC X1会时刻监测第5脚VDD和第6脚VSS之间的电压，当这个电压大于等于过充截止电压且满足过充电压的延时时间时，X1会通过控制第3脚来关闭MOS管Q2，Q2被关闭之后，充电回路被切断（Q2的体二极管D2也是反向截止的），这个时候，电池只能放电。
过充保护解除条件（满足其一即可）：
1，电芯两端的电压下降到保护IC的过充恢复电压。
2，在电池包得输出端加负载放电，放电到电压小于过充保护电压。
过放保护
在电池包两端加负载放电时，电流（方向如箭头所示）与充电是相反的，如下图所示。
放电时，控制IC X1同样会时刻监测第5脚VDD和第6脚VSS之间的电压，当这个电压小于等于过放截止电压且达到过放电压的延时时间，控制IC X1会通过第1脚关闭Q1，Q1被关闭之后，放电回路被切断（Q1的体二极管D1是反向截止），这个时候，电池只能充电。
过放保护解除条件：拿掉负载，给电池包充电，当VM-VDD之间的电压达到过放恢复电压值时，控制IC X1会重新打开MOS管Q1。
电路板IC过流保护/短路保护
过流保护指的是过放电流的保护，一般的控制IC有过流保护和短路保护两种，控制IC时刻监测VSS-VM之间的电压值，当电压值达到过流保护或者短路保护的阈值且满足延时时间，控制IC会将MOS管Q1关闭，切断放电回路。
过电流保护解除的条件是：将输出端负载拿掉，控制IC会自动将Q1重新打开。
过流保护的电压值一般是0.1~0.2V，短路保护检测的电压值一般是0.9V~2V，这两个值都与控制IC有关系，不同的IC，这两个值不一样。
短路保护电压值指的是电流流经Q1和Q2上的导通压降，即可以得出，如果MOS管的导通内阻越大，保护电流值就越小。如：内阻为20mΩ的MOS管，选用的过电流值为0.15V的控制IC，那过流保护的电流应为：0.15V/（0.02*2）=3.75A。
控制IC失效之后的FUSE保护
有的保护板里面会加上保险丝，在控制IC失效之后，起到一个二级保护作用，避免更坏的结果，当然也会增加成本。
锂电池保护板mos管选型
MOS管在保护板上使用2pcs作为充放电保护，而在实际的工作中，根据不同的应用，会使用多个功率MOS管并联工作，以减小导通电阻，增强散热性能。
在选择MOS方面，根据锂电池串联的电芯电压选择MOS的BVDSS，根据电池容量对当前放电电流的要求与过流及短路保护的要求来选择MOS的电流。
通过热设计来确定所需并联的MOSFET数量和合适的RDS(ON)。
尽量选择较小RDS(ON)的MOSFET，从而能够使用较少的MOSFET并联。多个MOSFET并联易发生电流不平衡，对于并联的MOSFET应该有独立的并且相等的驱动电阻，以防止MOSFET间形成震荡。
基于最大短路电流、并联的MOSFET数量、驱动电压等选择合适gfs的MOSFET。
考虑在关断后期的电压尖峰，MOSFET的雪崩能量不能太小。
PCB厂所讲解的关于锂电池保护板的工作原理就到这里，欢迎期待下次分享
ps:部分图片来源于网络，如有侵权，请联系我们删除
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