S8261和DW01-8205A主流锂电池保护板原理图说明(高清大图片)

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序 号:196592 (资料图库)
标 题:S8261和DW01-8205A主流锂电池保护板原理图说明(高清大图片) (3529字)
发信人:列兵
时 间:2015/6/8 13:36:59
阅读次数:6181
详细信息:
锂电池保护板的主要参数
  锂电池保护板主要由保护IC和MOS管构成
  (1)保护IC主要参数
  1) 封装
  2) 过充电压
  3) 过充释放电压
  4) 过放电压
  5) 过放释放电压
  6) 耐压
  (2) MOSFET主要参数
  1) N沟、P沟
  2) 内阻
  3) 封装(TSSOP8 <简称薄片> 、SOP8<简称厚片>、SOT23-6等)
  4) 耐电流
  5) 耐电压
  6) 内部是否连通
锂电池保护板的工作原理
  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,保护板有两个核心部件:一块保护IC,它是由精确的比较器来获得可靠的保护参数;另外是MOSFET串在主充放电回路中担当高速开关,执行保护动作。下面以DW01 配MOS管8205A进行讲解:
  激活保护板的方法:当保护板P+、P-没有输出处于保护状态,可以短路B-、P-来激活保护板,这时,Dout、Cout均会处于低电平(保护IC此两端口是高电平保护,低电平常态)状态打开两个MOS开关。



  1.锂电池保护板其正常工作过程为:
  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。

  2.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。

  3.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.

  4.保护板短路保护控制原理:
  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, 每个开关的导通内阻约为30m\U 03a9共约为60m\U 03a9,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,因UA0.006L×IUA又称为8205A的管压降,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。

  5. 短路保护控制过程:
  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。
锂电池保护板的技术指标
  1、电压保护能力
  过充电保护:保护板必须具有预防电芯电压超过预设值的能力过放电保护:保护板必须具有预防电芯电压底于预设值的能力
  2.电流能力(过流保护电流,短路保护)
  保护板作为锂电芯的安全保护器件,既要在设备的正常工作电流范围内,能可靠工作,又要在当电池被意外短路或过流时能迅速动作,使电芯得到保护.
  3、导通电阻:
  定义:当充电电流为500mA时,MOS管的导通阻抗。
  由于通讯设备的工作频率较高,数据传输要求误码率低,其脉冲串的上升及下降沿陡,故对电池的电流输出能力和电压稳定度要求高,因此保护板的MOS管开关导通时电阻要小,单节电芯保护板通常在<70mΩ ,如太大会导致通讯设备工作不正常,如手机在通话时突然断线、电话接不通、噪声等现象。
  4、自耗电流
  定义:IC工作电压为3.6V,空载状态下,流经保护IC的工作电流,一般极小.
  保护板的自耗电流直接影响电池的待机时间,通常规定保护板的自耗电流小于10微安.
  5、机械性能、温度适应能力、抗静电能力
  保护板必须能通过国标规定的震动,冲击试验;保护板在- 40到85度能安全工作,能经受±15KV的非接触ESD静电测试.
锂电池保护板的应用

  锂电池保护板广泛应用于手机、对讲机、便携式DVD、矿灯、电动玩具、MP3/4电动工具、数码相机摄像机、笔记本电脑、军用战术灯、测绘仪器电动自行车、电动滑板车、航模、机器人、吸尘器、各种野外勘探作业设备。
锂电池保护板的主要厂商

  保护IC的生产商
  1)精工:日本   S8261<单节>,S8232<双节>……
  2)理光:日本   R5400、R5402、R5421、R5426……
  3)美之美:日本  MM3077<单节>,MM1414<3/4节>……
  4)富晶:台湾   单节:DW01+,DW01-,FS312F,FS326系列。 双节:FS3332
  5)新德:台湾 CS213 (单节)
  6)中星微:北京 VM7021 (单节)
  7)士兰:杭州 SC451(单节)

  MOSFET的生产商
  1)捷拓(台湾):  GE8205A,GE9926、5NF20V……
  2)ANPEC茂达(台湾):   APM9926,SM9926C,SM9988,APM9435,APM4435,APM2506 APM4953,APM9926,APM4410,APM2301,APM7313,APM3055,APM2014,APM2054,APM2509,APM9410……
  3)FAIRCHILD(仙童):FDS9926,FDW9926
  4)CET(台湾华瑞):CEM9926, CEM8205,CES2301,CES2312,CES2321, CEM9435,CEM4953,CEM8958……
  5)ST(意法):5NF20V
  6)SANYO(日本三洋):FTD2017、FTD2011A、ECH8601、……
  7)AOS(美国)AO8822、AO8810、AO8816、AO4805、AO4953、AO9953、AO4801H……
  8)三合微(台湾):STG8203、STG8204、STG8205、STG2301……
  9)南海(台湾):SSS8205,SSS9926,SSS5NF20V……

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