电池二级保护板原理图
电池保护板原理.doc
锂电池保护电路原理分析，由于锂电池的特性与其它可充电电池不同，内部通常都带有一块保护板，不少人对该保护板的作用不了解（有些人可能还不知道锂电池里有保护电路），下面将对锂电池的特点及其保护电路工作原理进行阐述。
由于锂电池的化学特性，在锂电池保护电路原理分析，由于锂电池的特性与其它可充电电池不同，内部通常都带有一块保护板，不少人对该保护板的作用不了解（有些人可能还不知道锂电池里有保护电路），下面将对锂电池的特点及其保护电路工作原理进行阐述。
由于锂电池的化学特性，在正常使用过程中，其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应，但在某些条件下，如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应,该副反应加剧后，会严重影响电池的性能与使用寿命，并可能产生大量气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题，因此所有的锂电池都需要一个保护电路，用于对电池的充、放电状态进行有效监测，并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害。
下图为一个典型的锂电池保护电路原理图。
锂电池保护电路锂电池保护板如上图所示，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，其工作原理分析如下：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。
锂电池保护板二极保护电路设计
锂电池保护板二极保护电路设计锂电池是一种被广泛应用于电子产品中的电池，它具有高能量密度、轻量化以及长寿命的特点，因此受到了广泛的关注和应用。
然而，锂电池在充放电过程中存在着一定的安全隐患，如果不加以合理的保护措施，可能会导致电池过充、过放、短路等问题，甚至引发火灾或爆炸。
锂电池保护板的设计对于保障电池的安全性至关重要。
在锂电池保护板中，二极保护电路是一项至关重要的设计，它主要负责监测电池的电压、温度和电流等参数，一旦发现异常情况，及时对电池进行保护。
二极保护电路的设计对于确保锂电池的安全性至关重要。
本文将从设计原理、电路结构、工作原理和实际应用等方面对锂电池保护板二极保护电路进行深入探讨，以期为锂电池保护板的设计和应用提供一定的参考价值。
一、设计原理二极保护电路的设计原理主要是基于对锂电池充放电过程的监测和保护。
一般来说，锂电池的充放电过程中会伴随着电压、温度和电流等参数的变化，如果这些参数超出了锂电池的允许范围，就会对电池造成潜在的安全隐患。
二极保护电路的设计目标就是及时监测这些参数，并在出现异常情况时对电池进行保护，保证电池的安全性。
二、电路结构二极保护电路通常由电压检测电路、温度检测电路和电流检测电路等部分组成。
其中，电压检测电路一般采用分压电路来对电池的电压进行监测，温度检测电路则通常采用NTC热敏电阻来监测电池的温度变化，而电流检测电路则使用霍尔元件或电流互感器等来监测电池的充放电电流。
在监测到异常情况时，二极保护电路会通过MOS管或继电器等元件对电池进行保护，比如切断充电或放电电路，从而保证锂电池的安全性。
三、工作原理二极保护电路在工作过程中主要分为两个阶段，第一阶段是监测阶段，通过电压、温度和电流检测电路对电池的参数进行实时监测。
第二阶段是保护阶段，当监测到电池出现异常情况时，二极保护电路会通过控制MOS管或继电器等元件对电池进行保护，比如切断充电或放电电路，避免电池受到进一步的损害。
电池保护板工作原理
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,常用的保护IC有8261,DW01+,CS213,GEM5018等，其中精工的8261系列精度更好，当然价钱也更贵。
后面几种都是台湾出的，国内次级市场基本都用DW01+和CS213了，下面以DW01+ 配MOS管8205A （8pin）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。
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。
锂电池保护板原理详细分析
5、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。 在电池放电过程中，当控制IC检测到电池电压低于2.3V（该值由控制IC决定，不 同的IC有不同的值）时，其“DO”脚将由高电压转变为零电压，使V1由导通转为 关断，从而切断了放电回路，使电池无法再对负载进行放电，起到过放电保护作 用。而此时由于V1自带的体二极管VD1的存在，充电器可以通过该二极管对电 池进行充电。 由于在过放电保护状态下电池电压不能再降低，因此要求保护电路的消耗电流极 小，此时控制IC会进入低功耗状态，整个保护电路耗电会小于0.1μA。 在控制IC检测到电池电压低于2.3V至发出关断V1信号之间，也有一段延时时 间，该延时时间的长短由C3决定，通常设为100毫秒左右，以避免因干扰而造成 误判断
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3、短路保护 电池在对负载放电过程中，若回路电流大到使U>0.9V（该 值由控制IC决定，不同的IC有不同的值）时，控制IC则判断 为负载短路，其“DO”脚将迅速由高电压转变为零电压，使 V1由导通转为关断，从而切断放电回路，起到短路保护作用。 短路保护的延时时间极短，通常小于7微秒。其工作原理与 过电流保护类似，只是判断方法不同，保护延时时间也不一 样。 除了控制IC外，电路中还有一个重要元件，就是MOSFET， 它在电路中起着开关的作用，由于它直接串接在电池与外部 负载之间，因此它的导通阻抗对电池的性能有影响，当选用 的MOSFET较好时，其导通阻抗很小，电池包的内阻就小， 带载能力也强，在放电时其消耗的电能也少。
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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。
电池保护板原理详解
锂电池电路保护板详解1.锂电池电路保护板典型电路2.保护板的核心器件：U1 和 U2A/U2B。
U1是保护IC，它由精确的比较器来获得可靠的保护参数。
U2A和U2B是MOS管，串在主充放电回路，担当高速开关，执行保护动作。
3.B1的正负极接电芯的正负极；P+,P-分别接电池输出接口的正负极。
4.R3是NTC电阻，配合用电器件的MCU产生保护动作（检测电池温度）。
R4是固定阻值电阻，做电池识别。
5.放电路径：B1+ ----- P+ ------ P- ------B1-6.充电路径：P+ ------- B1+ ------ B1- ------ P-7.DO是放电保护执行端，CO 是充电保护执行端。
8.充电保护：当电池被充电，电压超过设定值VC（4.25V-4.35V，具体过充保护电压取决于保护IC）时，CO变为低电平，U2B截止（箭头向内是N-MOS，VG大于VS导通），充电截止。
当电池电压回落到VCR（3.8V-4V，具体由IC决定），CO变为高电平，U2B导通，充电继续。
VCR必须小于VC一个定值，以防止频繁跳变。
9.过充保护的时候，即电池充满电的时候，U2B MOS截止了，手机是不是就关机了呢？答案是肯定没有，不然的话手机开机插着充电器充电，充满电就会自动关机了。
现在的MOS管生产工艺决定了，生产的时候都会形成一个寄生二极管（也叫体二极管，不用担心体二极管的耐流值，电池厂都替你考虑了，放电是没问题的）MOS管标准的画法如上图。
充电保护的时候，B-到P-处于断开状态，停止充电。
但U2B的体二极管的方向与放电回路的电流方向相同，所以仍可对外负载放电。
当电芯两端电压低于4.3V时，U2B将退出充电保护状态，U2B重新导通，即B-与P-又重新接上，电芯又能进行正常的充放电。
10.过放保护：当电池因放电而降低至设定值VD（2.3-2.5V），DO变为低电平，U2A截止，放电停止。
P-到B-处于断开状态。
3.7v锂电池保护板原理图
3.7v锂电池保护板原理图电子发烧友网 > 电源/新能源 > 基准/监控/保护电路 > 正文•锂电池保护板•锂电池3.7v锂电池保护板原理图 - 全文来源：网络整理· 2017年12月15日10:35 · 140533次阅读锂电池保护板主要由维护IC（过压维护）和MOS管（过流维护）构成，是用来保护锂电池电芯安全的器材。
锂电池具有放电电流大、内阻低、寿数长、无回忆效应等被人们广泛运用，锂离子电池在运用中禁止过充电、过放电、短路，不然将会使电池起火、爆破等丧命缺陷，所以，在运用可充锂电池都会带有一块维护板来维护电芯的安全。
1、电压保护能力过充电保护板：保护板有必要具有防止电芯电压超越预设值的才干过放电维护：保护板有必要具有防止电芯电压底于预设值的才干。
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材，既要在设备的正常作业电流规模内，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，因而保护板的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作业不正常，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作业电压为3。
6V，空载状况下，流经保护IC的作业电流，一般极小。
保护板的自耗电流直接影响电池的待机时刻，通常规则保护板的自耗电流小于10微安。
5、机械功能、温度适应能力、抗静电能力保护板有必要能通过国标规则的轰动，冲击实验;保护板在40到85度能安全工作，能经受±15KV的非触摸ESD静电测验。
锂电池充放电保护电路的特点及工作原理锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC协同完成，保护板由电子元件组成，在－40℃～＋85℃的环境下时刻准确地监视电芯的电压和充放电回路的电流，并及时控制电流回路的通断；PTC的主要作用是在高温环境下进行保护，防止电池发生燃烧、爆炸等恶性事故。
S 和DW A主流锂电池保护板原理图说明
S8261和DW01-8205A主流锂电池保护板原理图说明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。
S和DWA主流锂电池保护板原理图说明修订稿
S和D W A主流锂电池保护板原理图说明公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]S8261和DW01-8205A主流锂电池保护板原理图说明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。
3.7v锂电池保护板原理图
3.7v锂电池保护板原理图锂电池保护板主要由维护IC（过压维护）和MOS管（过流维护）构成，是用来保护锂电池电芯安全的器材。
锂电池具有放电电流大、内阻低、寿数长、无回忆效应等被人们广泛运用，锂离子电池在运用中禁止过充电、过放电、短路，不然将会使电池起火、爆破等丧命缺陷，所以，在运用可充锂电池都会带有一块维护板来维护电芯的安全。
1、电压保护能力过充电保护板：保护板有必要具有防止电芯电压超越预设值的才干过放电维护：保护板有必要具有防止电芯电压底于预设值的才干。
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材，既要在设备的正常作业电流规模内，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，因而保护板的MOS管开关导通时电阻要小，单节电芯保护板通常在《70m，如太大会导致通讯设备作业不正常，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作业电压为3。
6V，空载状况下，流经保护IC的作业电流，一般极小。
保护板的自耗电流直接影响电池的待机时刻，通常规则保护板的自耗电流小于10微安。
5、机械功能、温度适应能力、抗静电能力保护板有必要能通过国标规则的轰动，冲击实验;保护板在40到85度能安全工作，能经受15KV的非触摸ESD静电测验。
锂电池充放电保护电路的特点及工作原理锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC协同完成，保护板由电子元件组成，在－40℃～＋85℃的环境下时刻准确地监视电芯的电压和充放电回路的电流，并及时控制电流回路的通断；PTC的主要作用是在高温环境下进行保护，防止电池发生燃烧、爆炸等恶性事故。
锂电池保护板工作原理
锂电池保护板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,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.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\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。
电池保护板工作原理
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,常用的保护IC有8261,DW01+,CS213,GEM5018等，其中精工的8261系列精度更好，当然价钱也更贵。
后面几种都是台湾出的，国内次级市场基本都用DW01+和CS213了，下面以DW01+ 配MOS管8205A（8pin）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。
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。