锂离子电池保护板工作原理及过放过充短路保护解析

锂离子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：

锂离子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，随着充电时间的新增，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。

5.保护板短路保护控制原理：

如图所示，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\U03a9共约为60m\U03a9，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出现的电压，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。

6.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相同，短路只是在相当于在pp-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。