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1、字 体 大 小：?+锂离子电池保护板设计?锂离子电池保护器IC有适用于单节的及24节 电池组的.这里介绍这类保护器的要求，并重点介绍 单节锂离子电池保护器电路对锂离子电池保护器的根本要求：1. 充电时要充满，终止充电电压精度要保护±1%；2. 在充、放电过程中不过流，并有短路保护；3. 到达终止放电电压要禁止继续放电，终止放电电压 精度在±3%左右；4. 对深度放电的电池低于终止放电电压在充电前 以涓流方式预充电；?5为了工作稳定可靠，防止瞬 态电压变化的干扰，内部有过充电、过放电、？? 过流保护的延时电路，防止瞬态干扰造成误动作；6. 在多个串联的电池组充电时，要保护各节
2、电池电压 的匹配平衡，匹配精度要求±10%左右；7. 自身耗电省无论在充、放电时保护器都是通电 工作的.单节电池保护器耗电一般小于10卩A多节的 一般在20A左右；在到达终止放电时，它处于关闭状 态，一般耗电2yA以下；8 保护器电路简单,外围元器件少,占空间小,可以做 在电池或电池组中.精单节锂离子电池保护器DW?富这里以富精单节锂离子电池保护器 DW01为例来说 明保护器的电路及工作原理该器件主要特点：终止 充电电压有4.35V、4.30V及4.25V(分别由型号 后 缀A、B、C表示),充电电压精度可达±30mV(± 0.7%); 耗电省,在3.5V工作电压
3、时工作电流典型值 7卩A到 达终止放电后耗电仅0.2卩A有过充、过放、过流保 护,并有延时以免瞬态干扰；过放电电压2.4V,精度±3. 5%;小尺寸5管脚SOT-23封装;工作温度范围-20 +80 C.? DW01组成的单节锂离子电池保护电路上图，其 内部结构简化图及外部元器件图如以下图所示.V1为 控制放电的M0SFET,V2为控制充电的M0SFET,R1、 C1用来消除充电器输入电压的纹涉及干扰电压,R2 为防止充电器电源接反时保护 CS端的电阻,R3为V 2的偏置电阻,FU为保险丝，BATT+及BATT-为电池 组的正极和负极此保护器电路置于电池中.在正常充、放电时，V1、V
4、2都导通.充电电流从BAT T+流入,经保险丝向电池充电，经VI、V2后由BATT- 流出.正常放电时，电流由BATT+经负载RL图1中未 画出后,经BATT-及V2、V1流向电池负极，其电流方 向与充电电流方向相反.由于VI、V2的导通电阻RD SON极小，因此损耗较小.几种保护的工作状态如下：1. 过充电保护?P伪控制过充电的带滞后的比较器，R6、R 7组成分压器接在锂离子电池两端，其中间头检测电 池的电压并接在R1的同相端,P1的反相端接1.2V基 准电压.充电时电池电压低于过充电阈值电压时,P1 的反相端电压大于同相端电压，P1输出低电平,使Q1 导通,V2的偏置电阻R3有电流流过使V
5、2也导通V1 在充电时是导通的,这样形成充电回路.当充电到达 并超过充电阈值电压时，P1同相端电压超过1.2V,P1 输出高电平，经100ms延时后使Q1截止,R3无电压 使V2截止,充电电路断开，防止过充电.?2.过放电保护?过放电保护电路是由R4、R5组成的分压器、 带滞后的比较器P2、100ms延时电路、或门及由Q2、Q3组成的CMOS输出电路组成.当电池放电到达 2.4V时,P2输出高电平，经延时后使OD输出低电平， V1截止,放电回路断开,禁止放电.3. 过流保护以放电电流过流保护为例，CS端为放电电流检测端， 它连续地检测放电电流这是利用CS端的电压VCS 与放电电流IL有一定关系
6、,如上图所示.如?果把导 通的VI、V2看做一个电阻，即RVIDS(ON)及RV2DS (ON),那么放电回路如上图的虚线所示.假设忽略R2上极 小的压降，那么VCS对地的电压为：?VCS=RV1DS(ON)+RV2DS(ON) IIX?即VCS与放电电流IL成比例?过流保护电路由比较器P3、延时电路或门等组成 假设放电电流超过设定阈值而使 VCS超过0.2V,那么P3 输出高电平,其结果与过放电情况相同使 V2截止,禁 止放电.该器件尚有其他功能，这里不再介绍.有的电路图将CMOS集成在一片芯片中，电路形式如 下:BOM如下:序号元件 号名称/型号规格封装生产厂家数愀1U3场效应管/TPCS8212TSS0P-8TOSHIBA12U1保护 IC/S-8241AAAMCS0T23-5SEIKO13Fl保险线/0434005. NR0603LIHELFUSE14C3电容(0.1U> 10%, 25V)0603WURAT0603A35C1.C26R1电阻(470)0603ROHM1R2电阻1K0603MITSUBISHI189R3NTC(IOK)110秤通金ASSUN11BLJSKM1 (0.4*7.17*24. 5)112PCB板13