智能鋰電池保護板的制作方法
【專利摘要】一種智能鋰電池保護板，包括IC主控模塊、IC主控模塊周邊電路，所述的IC主控模塊周邊電路包括控制充電回路與放電回路的導通與關斷的MOSFET功率放大管V1、V2，分別與IC主控模塊的DOUT端和COUT端連接，電阻R1、R2和電容C1，分別并聯(lián)在IC主控模塊VCC斷和VM端，負載并聯(lián)在電池回路上。與現(xiàn)有的技術相比，本實用新型的有益效果是：可以防止對電池產(chǎn)生損害，防止過充、過放和短路造成的燃燒、爆炸等危險；過充電保護高精度、保護IC功耗低、高耐壓以及零伏可充電等特性；具有過充電保護、過放電保護、過電流保護與短路保護的功能，還具有小型化、輕量化、實用化以及高可靠性、低噪聲的優(yōu)點。
【專利說明】智能鋰電池保護板
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電路領域，尤其是一種智能鋰電池保護電路板。
【背景技術】
[0002]鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。由于鋰離子電池能量密度高，當電池在過度充電狀態(tài)下，電池溫度上升后能量將過剩，電解液分解而產(chǎn)生氣體，造成電池內(nèi)壓上升而發(fā)生自燃或破裂爆炸的危險；反之，在過度放電狀態(tài)下，電解液因分解導致電池特性及耐久性劣化，從而降低可充電次數(shù)，難以確保鋰電池工作的安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種智能鋰電池保護板，該保護回路由兩個MOSFET(V1、V2)和一個控制IC (NI)外加一些阻容元件構(gòu)成。IC主控模塊負責監(jiān)測電池電壓與回路電流，并控制兩個MOSFET的柵極，MOSFET在電路中起開關作用，分別控制著充電回路與放電回路的導通與關斷，防止過充、過放和短路造成的燃燒、爆炸等危險。具有體積小，重量輕，成本低，可靠性高，抗干擾強等特點。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案實現(xiàn):
[0005]一種智能鋰電池保護板，包括IC主控模塊、IC主控模塊周邊電路，所述的IC主控模塊周邊電路包括控制充電回路與放電回路的導通與關斷的MOSFET功率放大管V1、V2，分別與IC主控模塊的DOUT端和COUT端連接，電阻Rl、R2和電容Cl，分別并聯(lián)在IC主控模塊VCC斷和VM端，負載并聯(lián)在電池回路上。
[0006]與現(xiàn)有的技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0007]本實用新型可以防止對電池產(chǎn)生損害，防止過充、過放和短路造成的燃燒、爆炸等危險；過充電保護高精度、保護IC功耗低、高耐壓以及零伏可充電等特性；具有過充電保護、過放電保護、過電流保護與短路保護的功能，還具有小型化、輕量化、實用化以及高可靠性、低噪聲的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進一步說明:
[0010]如圖1所示，智能鋰電池保護板，包括IC主控模塊、IC主控模塊周邊電路，所述的IC主控模塊周邊電路包括控制充電回路與放電回路的導通與關斷的MOSFET功率放大管VUV2,分別與IC主控模塊的DOUT端和COUT端連接，電阻R1、R2和電容Cl，分別并聯(lián)在IC主控模塊VCC斷和VM端，負載并聯(lián)在電池回路上。[0011]電流經(jīng)過Rl，IC主控模塊的VCC端、VM端和電阻R2，使之形成回路，保護芯片通過VCC端獲得外部電流及電壓，所測電流小于IC主控模塊內(nèi)的額定電流值時，則通過MOSFET功率放大管Vl、V2，由電源向電池充電；當所測電壓高于IC主控模塊內(nèi)的額定電壓值時，則輸出高電平信號到MOSFET功率放大管V1、V2，使MOSFET功率放大管V1、V2斷開，從而電池與電路形成放電回路。
[0012]實施例1:
[0013]過度充電保護IC的原理:當外部充電器對鋰電池充電時，為防止因溫度上升所導致的內(nèi)電壓上升，需終止充電狀態(tài)，保護IC需檢測電池電壓，當?shù)竭_4.2V時(假設電池過充點為4.2V)即激活過度充電保護，將MOSFET功率放大管由開轉(zhuǎn)為關斷，進而截止充電。另夕卜，還必須注意因噪聲所產(chǎn)生的過度充電檢出誤動作，以免判定為過充保護，因此，需要設定延遲時間，并且延遲時間不能短于噪聲的持續(xù)時間。
[0014]鋰電池在充滿后，如繼續(xù)充電，IC主控模塊會保護電池。但是不能對電池長期長時間充電，這樣高能電池將長期處在危險的邊緣徘徊，無法保證電池的充放電保護電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬無一失。
[0015]實施例2:
[0016]過度放電保護IC原理:為了防止鋰電池的過度放電狀態(tài)，假設鋰電池接上負載，當鋰電池電壓低于其過度放電電壓檢測點(假定為2.3V)時將激活過度放電保護，使MOSFET功率放大管由開轉(zhuǎn)變?yōu)殛P斷而截止放電，以避免電池過度放電現(xiàn)象發(fā)生，并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機模式，此時的電流僅0.luA。
[0017]當鋰電池接上充電器，且此時鋰電池電壓高于過度放電電壓時，過度放電保護功能可解除。另外，考慮到脈沖放電的情況，過放電檢測電路設有延遲時間以避免發(fā)生誤動作。
[0018]在過度放電的情況下，電解液因分解而導致電池特性劣化，并造成充電次數(shù)的降低，釆用鋰電池保護IC可以避免過度放電現(xiàn)象發(fā)生，實現(xiàn)電池保護功能。
[0019]實施例3:
[0020]過電流保護IC原理:當放電電流過大或短路情況發(fā)生時，保護IC將激活過(短路)電流保護，此時過電流的檢測是將MOSFET功率放大管的Rds(on)當成感應阻抗用以監(jiān)測其電壓的下降情形，如果比所定的過電流檢測電壓還髙，則停止放電，計算公式為:V-=I X Rds (on) X 2 (V-為過電流檢測電壓，I為放電電流)，假設V-=0.2V Rds (on)=25m Q，則保護電流的大小為I=4A。同樣，過電流檢測也必須設有延遲時功能，以防有突發(fā)電流流入時發(fā)生誤動作。通常在過電流發(fā)生后，若能去除過電流因素(例如馬上與負載脫離)，將會恢復其正常狀態(tài)，可以再進行正常的充放電動作。
[0021]因為不明原因(放電時或正負極遭金屬物誤觸)造成過電流或短路，為確保安全，必須使其立即停止放電。
[0022]除了上述的鋰電池保護IC功能之外，還有以下功能:
[0023]I)充電時的過電流保護
[0024]當連接充電器進行充電時突然發(fā)生過電流(如充電器損壞)，電路立即進行過電流檢測，此時Cout將由高轉(zhuǎn)為低，MOSFET功率放大管由開轉(zhuǎn)為關斷，實現(xiàn)保護功能V- (Vdet4過電流檢測電壓，Vdet4為-0.1V) =I (充電電流)XRds (on) X 2。[0025]2)過度充電時的鎖定模式
[0026]通常保護IC在過度充電保護時將經(jīng)過一段延遲時間，然后就會將MOSFET功率放大管關斷以達到保護的目的，當鋰電池電壓一直下降到解除點(過度充電滯后電壓)時就會恢復，此時又會繼續(xù)充電-保護-放電-充電-放電，這種狀態(tài)的安全性問題將無法獲得有效解決，鋰電池將一直重復著充電-放電-充電-放電的動作，功率MOSFET的柵極將反復地處于高低電壓交替狀態(tài)，這樣可能會使MOSFET功率放大管變熱，還會降低電池壽命，因此鎖定模式很重要。假如鋰電保護電路在檢測到過度充電保護時有鎖定模式，MOSFET將不會變熱，且安全性相對提髙很多。
[0027]在過度充電保護之后，只要充電器連接在電池包上，此時將進入過充鎖定模式，此時，即使鋰電池電壓下降也不會發(fā)生再充電的情形，將充電器移除并連接負載即可恢復充放電的狀態(tài)。
[0028]3 )減小保護電路組件尺寸
[0029]將過度充電和短路保護用的延遲電容集成到到保護IC主控模塊里面，以減小保護電路組件尺寸。
【權(quán)利要求】
1.一種智能鋰電池保護板，包括IC主控模塊、IC主控模塊周邊電路，所述的IC主控模塊周邊電路包括控制充電回路與放電回路的導通與關斷的MOSFET功率放大管V1、V2，分別與IC主控模塊的DOUT端和COUT端連接，電阻Rl、R2和電容Cl，分別并聯(lián)在IC主控模塊VCC斷和VM端，負載并聯(lián)在電池回路上。
【文檔編號】H02H7/18GK203466560SQ201320526130
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】張健, 沈劍瑩, 于廣澤, 孟令旗, 李江華, 李維成, 楊曾光, 李鵬 申請人:鞍山市同益光電科技有限公司