锂电池过充电 过放 短路保护电路详解.doc

锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析
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，下面以DW01 配MOS管8205A进行讲解：
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。

1，过充电锂电池芯过充到电压高于 4.2V 后，会开始产生副作用。

过充电压愈高，危险性也跟着愈高。

锂电芯电压高于 4.2V 后，正极材料内剩下的锂原子数量不到一半，此时储存格常会垮掉，让电池容量产生永久性的下降。

如果继续充电，由于负极的储存格已经装满了锂原子，后续的锂金属会堆积于负极材料表面。

这些锂原子会由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。

这些锂金属结晶会穿过纸，使正负极短路。

有时在短路发生前电池就先爆炸，这是因为在过充过程，电解液等材料会裂解产生气体，使得电池外壳或压力阀鼓涨破裂，让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应，进而爆炸。

因此，锂电池充电时，一定要设定电压上限，才可以同时兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。

最理想的充电电压上限为4.2V。

2，过放电锂电芯放电时也要有电压下限。

当电芯电压低于 2.4V 时，部分材料会开始被破坏。

又由于电池会自放电，放愈久电压会愈低，因此，放电时最好不要放到 2.4V 才停止。

锂电池从 3.0V 放电到 2.4V 这段期间，所释放的能量只占电池容量的3%左右。

因此，3.0V 是一个理想的放电截止电压。

与过充电是一个完全相反的过程。

3，过电流过电流通常指带保护板的情况下会过电流，由于保护板对过电流值有明确的要求，当超过某一电流值后，正常情况下，保护板会切断电路。

如果保护板末能切断电路，则电芯会持续过电流，且产生剧烈的过热反应。

电流过大时，锂离子来不及进入储存格，会聚集于材料表面。

这些锂离子获得电子后，会在材料表面产生锂原子结晶，这与过充一样，会造成危险性。

万一电池外壳破裂，就会爆炸。

4，短路4．1．外部短路外部短路是指电芯的外部，包含了电池组内部绝缘设计不良等所引起的短路。

当电芯外部发生短路，电子组件又未能切断回路时，电芯内部会产生高热，造成部分电解液汽化，将电池外壳撑大。

当电池内部温度高到135 ℃时，质量好的隔膜纸，会将细孔关闭，电化学反应终止或近乎终止，电流骤降，温度也慢慢下降，进而避免了爆炸发生。

锂电池保护电路锂电池过充电,过放电,过流及短路保护电路下图为一个典型的锂离子电池保护电路原理图。

该保护回路由两个MOSFET(V1、V2)和一个控制IC(N1)外加一些阻容元件构成。

控制IC负责监测电池电压与回路电流，并控制两个MOSFET的栅极，MOSFET在电路中起开关作用，分别控制着充电回路与放电回路的导通与关断，C3为延时电容，该电路具有过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护功能.锂电池保护工作原理:1、正常状态在正常状态下电路中N1的“CO”与“DO”脚都输出高电压，两个MOSFET都处于导通状态，电池可以自由地进行充电和放电，由于MOSFET的导通阻抗很小，通常小于30毫欧，因此其导通电阻对电路的性能影响很小。

此状态下保护电路的消耗电流为μA级，通常小于7μA。

2、过充电保护锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压，在充电初期，为恒流充电，随着充电过程，电压会上升到4.2V(根据正极材料不同，有的电池要求恒压值为4.1V)，转为恒压充电，直至电流越来越小。

电池在被充电过程中，如果充电器电路失去控制，会使电池电压超过4.2V后继续恒流充电，此时电池电压仍会继续上升，当电池电压被充电至超过4.3V时，电池的化学副反应将加剧，会导致电池损坏或出现安全问题。

在带有保护电路的电池中，当控制IC检测到电池电压达到4.28V(该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值)时，其“CO”脚将由高电压转变为零电压，使V2由导通转为关断，从而切断了充电回路，使充电器无法再对电池进行充电，起到过充电保护作用。

而此时由于V2自带的体二极管VD2的存在，电池可以通过该二极管对外部负载进行放电。

在控制IC检测到电池电压超过4.28V至发出关断V2信号之间，还有一段延时时间，该延时时间的长短由C3决定，通常设为1秒左右，以避免因干扰而造成误判断。

3、过放电保护电池在对外部负载放电过程中，其电压会随着放电过程逐渐降低，当电池电压降至2.5V时，其容量已被完全放光，此时如果让电池继续对负载放电，将造成电池的永久性损坏。

锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析
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，下面以DW01 配MOS 管8205A 进行讲解：
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。

4.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。

锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析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，下面以DW01 配MOS 管8205A进行讲解：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。

4.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。

锂电池保护板电路原理详解
保护板电路：
以下是我司某产品上使用的锂电池保护板电路图，电池容量3000mA/3.8V，充电限制电压4.35V。

两个双MOS管两两并联。

双MOS管内部结构、
保护板BOM清单：
过充保护：
以上是电池充电电流流向，可见两个双MOS管（U2、U3）全部导通，充电的时候U1的Pin5芯片会实时监听电芯正极电压，此电压相对Pin6，因为Pin6是U1的地参考。

当电芯正极相对Pin6大于过充门限电压时，Pin3控制关闭两个MOS管，此时停止充电，只能放电。

当放电到过充恢复电压以下时，Pin3控制的MOS 管重新打开，
这时可以充电。

过放保护：
以上是电池放电电流流向，可见两个双MOS管（U2、U3）全部导通，放电的时候U1的Pin5芯片会实时监听电芯正极电压，此电压相对Pin6，因为Pin6是U1的地参考。

当电芯正极相对Pin6小于过放门限电压时，Pin1控制关闭两个MOS管，此时停止放电，只能充电。

当充电到过放恢复电压以上时，Pin1控制的MOS 管重新打开，这时可以放电。

放电过流/短路保护：
以上是电池放电电流流向，可见两个双MOS管（U2、U3）全部导通，放电的时候U1的Pin2芯片会实时监听电压，此电压相对Pin6，因为Pin6是U1的地参考。

实际上这个电压就是两个MOS的导通压降，电流越大压降越大，当电压大于放电过流保护/短路保护电压时，Pin1管脚关闭两个MOS管。

以下是芯片MM3280JB7NRH的各种截止电压参数：。

锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析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，下面以DW01 配MOS管8205A进行讲解：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。

4.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。

DWA锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析精
修订
DWA锂电池保护板的工作原理主要通过对电池的电压和电流进行监测来判断电池的工作状态，根据监测结果做出相应的处理。

当电池的电压过低时，保护板会切断电池的输出，防止电池继续放电导致电池损坏；当电池的电压过高时，保护板会切断电池的充电，防止电池过充造成危险；当电池出现短路时，保护板会立即切断电路，避免电池发生过热和燃烧。

具体来说，DWA锂电池保护板内部集成了多个保护电路和传感器。

保护电路通过对电池电压进行采样，将采样结果与设定的过放和过充阈值进行比较，一旦电压超过设定的阈值，保护电路就会触发，切断电池的输出或充电。

此外，保护电路还可以通过对电池电流进行监测，一旦电流超过设定的安全范围，也会触发保护电路切断电池的输出或充电。

其中，过放保护电路主要用于保护电池不过度放电，过充保护电路用于保护电池不过度充电，而充电保护电路用于监测充电过程中的异常情况，并在必要时停止充电。

此外，DWA锂电池保护板还集成了温度传感器，用于监测电池的温度变化。

一旦电池温度过高，保护板会切断电池的输出或充电，以防止电池发生过热。

过高的温度可能会导致电池水分蒸发、金属氧化，进而影响电池的性能和寿命，甚至引发火灾等危险。

综上所述，DWA锂电池保护板主要通过监测电池的电压、电流和温度变化来判断电池的工作状态，并在发现过放、过充和短路等异常情况时采取措施，切断电池的输出或充电，以保护电池的安全和寿命。

通过合理使用和安装DWA锂电池保护板，可以有效防止锂电池发生损坏、过热、燃烧和爆炸等危险。

锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析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，下面以DW01 配MOS管8205A进行讲解：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。

4.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。

锂电池是怎样保护的原理锂电池是一种利用锂离子在正负极之间的迁移来获得电能的电池。

锂电池的保护原理主要分为电池内部保护和外部电路保护两个方面。

一、电池内部保护：1. 过充保护：锂电池充电时，电流经过电解质中的锂离子在正负极间迁移，当电池达到额定电压后，继续充电会导致锂离子在正极蓄积过多，形成金属锂，引起电池过热、短路等问题。

为了防止过充，锂电池内部通常会设置电压检测电路，当电池电压达到设定值时，会通过控制器切断充电回路，停止继续充电，从而保护电池。

2. 过放保护：锂电池在放电过程中，如果继续放电，会导致电池电压降低，影响电池性能甚至损坏电池。

因此，为了防止过放，锂电池内部设有放电保护电路，当电池电压低于设定值时，会通过控制器切断放电回路，停止继续放电。

3. 过流保护：过流指电池充放电时电流超过设计范围，这会使电池内部产生大量热量，引起电池过热、电化学反应速率增加等问题，甚至引发火灾或爆炸。

为了防止这种情况发生，锂电池内部通常会设置过流保护电路，当电流超过一定阈值时，会通过控制器切断电流回路，停止继续充放电。

4. 温度保护：锂电池在过高或过低温度下工作会影响电池性能，甚至引起电池损坏。

为了保护锂电池，通常会在电池内部设置温度检测电路，当温度超过安全范围时，会通过控制器切断充放电回路，停止继续工作。

5. 短路保护：短路是指电流在电池内部或外部电路中由于故障或意外原因产生的异常通过，导致大电流通过电池。

为了防止短路引发火灾或爆炸，锂电池内部通常会设置短路保护电路，一旦检测到短路情况，通过控制器切断电流回路，停止继续充放电。

二、外部电路保护：锂电池的外部电路保护主要包括充电管理系统和电池包保护系统。

充电管理系统主要负责监控和管理电池的充电过程，通过控制充电器输出电压和电流，遵循适当的充电算法，保证充电过程安全可靠。

电池包保护系统则负责监控和管理电池包的状态，包括电池电压、温度、电流等，一旦发现异常情况，例如过充、过放、过流、温度过高等，会通过控制继电器切断电池与外部电路的连接，从而保护电池免受损坏。

锂电池短路保护电路
锂电池短路保护电路是一种用于保护锂电池免受短路损害的电路，由于短路会导致电池内部温度升高，甚至发生燃烧、爆炸等危险，因此短路保护电路的设计显得尤为重要。

短路保护电路的主要原理是通过检测电池内部的电流变化来判断是否发生短路，一旦检测到异常电流，保护电路就会迅速切断电路连接，以防止电池继续受到损害。

常见的锂电池短路保护电路有多种设计方案，如采用保险丝、保险板、保护芯片等。

其中，保护芯片是目前较为常用的一种设计方案，它可以对电池进行多重保护，如过充、过放、短路等保护，具有高精度、高可靠性等优点。

在日常使用锂电池产品时，我们也需要注意避免短路的发生，如使用正确的电池充电器、不将电池与金属物体接触等，以保障我们的安全。

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锂电池充电电路图锂电池是继镍镉、镍氢电池之后,可充电电池家族中的佼佼者．锂离子电池以其优良的特性，被广泛应用于：手机、摄录像机、笔记本电脑、无绳电话、电动工具、遥控或电动玩具、照相机等便携式电子设备中。

一、锂电池与镍镉、镍氢可充电池：锂离子电池的负极为石墨晶体,正极通常为二氧化锂。

充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入石墨层中。

放电时，锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极。

所以,在该电池充放电过程中锂总是以锂离子形态出现，而不是以金属锂的形态出现.因而这种电池叫做锂离子电池，简称锂电池。

锂电池具有：体积小、容量大、重量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多等优点,但价格较贵。

镍镉电池因容量低，自放电严重，且对环境有污染,正逐步被淘汰。

镍氢电池具有较高的性能价格比,且不污染环境，但单体电压只有1.2V，因而在使用范围上受到限制.二、锂电池的特点:1、具有更高的重量能量比、体积能量比；2、电压高，单节锂电池电压为3。

6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压；3、自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性;4、无记忆效应.锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应,所以锂电池充电前无需放电;5、寿命长。

正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远大于500次；6、可以快速充电。

锂电池通常可以采用0.5~1倍容量的电流充电，使充电时间缩短至1~2小时；7、可以随意并联使用；8、由于电池中不含镉、铅、汞等重金属元素,对环境无污染，是当代最先进的绿色电池；9、成本高.与其它可充电池相比，锂电池价格较贵.三、锂电池的内部结构：锂电池通常有两种外型：圆柱型和长方型.电池内部采用螺旋绕制结构,用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。

正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。

负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成.电池内充有有机电解质溶液。

锂电池保护电路动作说明资料锂电池保护动作锂电池保护电路的动作说明资料锂电池保护电路的功能有以下3个方面。

① 过充电保护功能：安全保证*由于充电器的故障或是用通用的电源等无限制地对电池进行充电的时候，电池一方有使不过分充电的控制机能。

*锂电池如在无限制状态下被过分充电的话，会产生破裂，着火的危险现象，有必要防止电池充电至产生以上危险现象。

② 过放电保护功能：防止性能劣化*连接在机器上长期放臵等电池持续放电的场合，电池一方有使不过分放电的控制机能。

*锂电池放电到1V以下时，循环寿命会变得非常短暂，如果放电到0V的话，电池就不能再充电使用。

有必要防止电池放电至这种会使电池性能劣化的程度。

③ 过电流保护功能：确保安全*包括锂电池再内的二次重复使用电池是可以在瞬间放出极大电流的，另外如果由于机器本身的故障导致电流通过电池造成短路等让大电流持续通过的话，是会使机器处于冒火，冒烟，发热等危险状态，有必要防止电池处于以上危险现象。

*即使由于机器故障等情况使外部短路的时候，电池也要有能控制大电流在电池内不会持续流动的功能。

① 保护IC：相当于是保护电路的头脑部分。

② 充放电控制FET：是起控制电池输出开关ON/OFF作用的部分。

③ 保护IC输入端电阻：是为了防止大电流流入保护IC的部品。

④ 防杂波电容：是为了防止静电，电磁波等杂波导致保护电路误动作的部品。

⑤ 保护动作延滞电容：为了不让保护电路由于杂波而产生误动作的，可以设定动作时间的部品。

⑥ FET偏压电阻：是为了控制驱动FET的电压的部品。

⑦ IC电阻保险丝：是为了在有大电流流入保护电路时，切断电源的部品。

⑧ 充放电控制FET驱动用小信号FET：控制充放电FET动作的部品。

⑨ 二极管：是防止保护电路内电流倒流的部品。

⑩ 稳压二极管：在保护电路内，需要定值电压时产生定值电压的部品。

另外保护控制充放电用FET免受静电等外来电压的损害。

⑾ 温度保险丝：是防止充放电FET有大电流通过时过热造成冒烟，冒火等危险现象的部品。

【最新】锂电池保护电路锂电池是怎么保护电路和功能离子电池保护电路包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护,要求过充电保护高精度、保护IC功耗低、高耐压以及零伏可充电等特性.详细介绍了这三种保护电路的原理、新功能和特性要求.锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点,与镍镉、镍氢电池不太一样,锂电池必须考虑充电、放电时的安全性,以防止特性劣化.针对锂电池的过充、过度放电、过电流及短路保护很重要,所以通常都会在电池包内设计保护线路用以保护锂电池.由于锂离子电池能量密度高,因此难以确保电池的安全性.在过度充电状态下,电池温度上升后能量将过剩,于是电解液分解而产生气体,因内压上升而发生自燃或破裂的危险;反之,在过度放电状态下,电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化,从而降低可充电次数.锂离子电池的保护电路就是要确保这样的过度充电及放电状态时的安全性,并防止特性劣化.锂离子电池的保护电路是由保护IC及两颗功率 MOSFET所构成,其中保护IC监视电池电压,当有过度充电及放电状态时切换到以外挂的功率MOSFET来保护电池,保护IC的功能有过度充电保护、过度放电保护和过电流/短路保护.过度充电保护过度充电保护IC的原理为:当外部充电器对锂电池充电时,为防止因温度上升所导致的内压上升,需终止充电状态.此时,保护IC需检测电池电压,当到达4.25V时(假设电池过充点为4.25V)即激活过度充电保护,将功率MOS由开转为关断,进而截止充电.另外, 还必须注意因噪声所产生的过度充电检出误动作,以免判定为过充保护.因此,需要设定延迟时间,并且延迟时间不能短于噪声的持续时间.过度放电保护在过度放电的情况下,电解液因分解而导致电池特性劣化,并造成充电次数的降低.采用锂电池保护IC可以避免过度放电现象发生,实现电池保护功能.过度放电保护IC原理:为了防止锂电池的过度放电状态,假设锂电池接上负载,当锂电池电压低于其过度放电电压检测点(假定为 2.3V)时将激活过度放电保护,使功率MOSFET由开转变为关断而截止放电,以避免电池过度放电现象发生,并将电池保持在低静态电流的待机模式,此时的电流仅 0.1uA.当锂电池接上充电器,且此时锂电池电压高于过度放电电压时,过度放电保护功能方可解除.另外,考虑到脉冲放电的情况,过放电检测电路设有延迟时间以避免发生误动作.过电流及短路电流因为不明原因(放电时或正负极遭金属物误触)造成过电流或短路,为确保安全,必须使其立即停止放电.过电流保护IC原理为,当放电电流过大或短路情况发生时,保护IC将激活过(短路)电流保护,此时过电流的检测是将功率MOSFET的 Rds(on)当成感应阻抗用以监测其电压的下降情形,如果比所定的过电流检测电压还高则停止放电,计算公式为: V-=I_Rds(on)_2(V-为过电流检测电压,I为放电电流).假设V-=0.2V,Rds(on)=25mΩ,则保护电流的大小为I=4A.同样地,过电流检测也必须设有延迟时间以防有突发电流流入时发生误动作.通常在过电流发生后,若能去除过电流因素(例如马上与负载脱离),将会恢复其正常状态,可以再进行正常的充放电动作.锂电池保护IC的新功能除了上述的锂电池保护IC功能之外,下面这些新的功能同样值得关注:1. 充电时的过电流保护当连接充电器进行充电时突然发生过电流(如充电器损坏),电路立即进行过电流检测,此时Cout将由高转为低,功率MOSFET由开转为关断,实现保护功能.V-(Vdet4过电流检测电压,Vdet4为-0.1V)=I(充电电流)_Rds(on)_22. 过度充电时的锁定模式通常保护IC在过度充电保护时将经过一段延迟时间,然后就会将功率MOSFET关断以达到保护的目的,当锂电池电压一直下降到解除点(过度充电滞后电压)时就会恢复,此时又会继续充电-保护-放电-充电-放电.这种状态的安全性问题将无法获得有效解决,锂电池将一直重复着充电-放电-充电-放电的动作,功率MOSFET的栅极将反复地处于高低电压交替状态,这样可能会使MOSFET变热,还会降低电池寿命,因此锁定模式很重要.假如锂电保护电路在检测到过度充电保护时有锁定模式,MOSFET将不会变热,且安全性相对提高很多.在过度充电保护之后,只要充电器连接在电池包上,此时将进入过充锁定模式.此时,即使锂电池电压下降也不会发生再充电的情形,将充电器移除并连接负载即可恢复充放电的状态.3. 减小保护电路组件尺寸将过度充电和短路保护用的延迟电容集成到到保护IC里面,以减小保护电路组件尺寸.对保护IC性能的要求1. 过度充电保护的高精度化当锂离子电池有过度充电状态时,为防止因温度上升所导致的内压上升,须截止充电状态.保护IC将检测电池电压,当检测到过度充电时,则过度充电检测的功率MOSFET使之关断而截止充电.此时应注意的是过度充电的检测电压的高精度化,在电池充电时,使电池充电到饱满的状态是使用者很关心的问题, 同时兼顾到安全性问题,因此需要在达到容许电压时截止充电状态.要同时符合这两个条件,必须有高精度的检测器,目前检测器的精度为25mV,该精度将有待于进一步提高.2. 降低保护IC的耗电随着使用时间的增加,已充过电的锂离子电池电压会逐渐降低,最后低到规格标准值以下,此时就需要再度充电.若未充电而继续使用,可能造成由于过度放电而使电池不能继续使用.为防止过度放电,保护IC必须检测电池电压,一旦达到过度放电检测电压以下,就得使放电一方的功率MOSFET 关断而截止放电.但此时电池本身仍有自然放电及保护IC的消耗电流存在,因此需要使保护IC消耗的电流降到最低程度.3. 过电流/短路保护需有低检测电压及高精度的要求因不明原因导致短路时必须立即停止放电.过电流的检测是以功率MOSFET 的Rds(on)为感应阻抗,以监视其电压的下降,此时的电压若比过电流检测电压还高时即停止放电.为了使功率MOSFET的Rds(on)在充电电流与放电电流时有效应用,需使该阻抗值尽量低,目前该阻抗约为 20mΩ_30mΩ,这样过电流检测电压就可较低.4. 耐高电压电池包与充电器连接时瞬间会有高压产生,因此保护IC应满足耐高压的要求.5. 低电池功耗在保护状态时,其静态耗电流必须要小0.1uA.6. 零伏可充电有些电池在存放的过程中可能因为放太久或不正常的原因导致电压低到0V,故保护IC需要在0V时也可以实现充电.保护IC发展展望如前所述,未来保护IC将进一步提高检测电压的精度、降低保护IC的耗电流和提高误动作防止功能等,同时充电器连接端子的高耐压也是研发的重点.在封装方面,目前已由SOT23-6逐渐转向SON6封装,将来还有CSP封装,甚至出现COB产品用以满足现在所强调的轻薄短小要求.在功能方面,保护IC不需要集成所有的功能,可根据不同的锂电池材料开发出单一保护IC,如只有过充保护或过放保护功能,这样可以大大减少成本及尺寸.当然,功能组件单晶体化是不变的目标,如目前手机制造商都朝向将保护IC、充电电路以及电源管理IC等外围电路与逻辑IC构成双芯片的芯片组, 但目前要使功率MOSFET的开路阻抗降低,难以与其它IC集成,即使以特殊技术制成单芯片,恐怕成本将会过高.因此,保护IC的单晶体化将需一段时间来解决.锂电池保护板的电路图与工作原理关于锂离子电池的保护板电路,原理介绍,以及管理的书籍推荐.或者聚合物锂电池方面经典书籍。

锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析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，下面以DW01配MOS管8205A进行讲解：锂电池保护板其正常工作过程为：当电芯电压在至之间时，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。

4.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。

D W A锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析Revised by Liu Jing on January 12, 2021锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析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，下面以DW01 配MOS管8205A进行讲解：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。

4.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。

锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析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，下面以DW01 配MOS 管8205A进行讲解：锂电池保护板其正常工作过程为：当电芯电压在至之间时，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。

4.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。

锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析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，下面以DW01 配MOS 管8205A进行讲解：锂电池保护板其正常工作过程为：当电芯电压在至之间时，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。

4.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。

该电路主要由锂电池保护专用集成电路ＤＷ０１，充、放电控制ＭＯＳＦＥＴ１（内含两只Ｎ沟道ＭＯＳＦＥＴ）等部分组成，单体锂电池接在Ｂ＋和Ｂ－之间，电池组从Ｐ＋和Ｐ－输出电压。

充电时，充电器输出电压接在Ｐ＋和Ｐ－之间，电流从Ｐ＋到单体电池的Ｂ＋和Ｂ－，再经过充电控制ＭＯＳＦＥＴ到Ｐ－。

在充电过程中,当单体电池的电压超过４．３５Ｖ时,专用集成电路ＤＷ０１的ＯＣ脚输出信号使充电控制ＭＯＳＦＥＴ关断，锂电池立即停止充电,从而防止锂电池因过充电而损坏。

放电过程中,当单体电池的电压降到２．３０Ｖ时，ＤＷ０１的ＯＤ脚输出信号使放电控制ＭＯＳＦＥＴ关断,锂电池立即停止放电，从而防止锂电池因过放电而损坏，ＤＷ０１的ＣＳ脚为电流检测脚,输出短路时，充放电控制ＭＯＳＦＥＴ的导通压降剧增,ＣＳ脚电压迅速升高，ＤＷ０１输出信号使充放电控制ＭＯＳＦＥＴ迅速关断,从而实现过电流或短路保护。

二次锂电池的优势是什么？1。

高的能量密度2。

高的工作电压3。

无记忆效应4。

循环寿命长5. 无污染6。

重量轻7. 自放电小锂聚合物电池具有哪些优点？1。

无电池漏液问题，其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体。

2. 可制成薄型电池：以3.6V400mAh的容量,其厚度可薄至0。

5mm.3。

电池可设计成多种形状4。

电池可弯曲变形：高分子电池最大可弯曲900左右5。

可制成单颗高电压：液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压,高分子电池由于本身无液体，可在单颗内做成多层组合来达到高电压。

7。

容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍IEC规定锂电池标准循环寿命测试为：电池以0.2C放至3。

0V/支后1. 1C恒流恒压充电到4。

2V截止电流20mA搁置1小时再以0。

2C放电至3.0V（一个循环)反复循环500次后容量应在初容量的60％以上国家标准规定锂电池的标准荷电保持测试为（IEC无相关标准).电池在25摄氏度条件下以0。

2C放至3。

0/支后，以1C恒流恒压充电到4。

锂电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析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，下面以DW01 配MOS 管8205A进行讲解：锂电池保护板其正常工作过程为：当电芯电压在至之间时，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。

4.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。