电池保护板电路

二、保护板的打样设计过程




从接到保护板打样的需求开始，我就会向结构 工程师要保护板的尺寸。 了解客户的要求。 当要求和尺寸都明确，认为此保护板能够做到 后，和结构工程师商讨生产装配工艺。 以上工作完成后则开始设计保护板。 完成设计后发到采购部外发打样。
三、保护板的其他相关信息



打样时间：正常情况下单节、两节保护板打样 发出后5天内回样品。紧急情况下4天内可以回 样，主要是光板打样时间长，贴片需要1天时 间包含五金时需要相对长的时间。多节需要最 少两个星期（三节以上）。 保护板成本：光板的价钱按面积算、加五金会 增加成本、多层板比两层板贵，多节板会比单 节贵很多。 保护IC是否为常用型号，保护IC如果没有库存 时或是新品时备料需要8个星期的时间


如果电池是有外壳封装时，往往要考虑是否需 要贴五金端子。整个电池封装好后只有输出端 是能被外界看到，通常情况是使用镀金板或贴 五金片，还有的就是把五金注塑在壳子里，再 把五金和板子的输出端焊接起来。 当需要五金片时，在打样保护板的同时还需要 打样五金片，而且五金片的尺寸必须给出，通 常我司是参照3D图的尺寸制作。
1、过充电保护电压 2、过放电保护电压 3、过电流保护的电流值 4、ID、NTC电阻的阻值 5、正常工作时的工作电流值 6、是否需要充电控制电路 7、保护板的尺寸大小 8、是否需要贴五金端子 9、是否需要加PTC或FUSE
1、过充电保护


外界给电池充电时，保证电池在长时间充电过 程中或高电压充电时，当电芯电压到达临界值 时，保护板的保护IC动作，使电芯不被过充。 我司的电芯最大电压为4.2V，保护IC过充电电 压约为4.28左右（可选择），因为在给电池充 电的时候，电芯的电压会被上拉，即测量的电 压比实际的电压高，则IC动作时电芯电压不会 超过4.2V。
保护板成品检测

保护板做成成品后主要检测以下几个方面： 过充保护功能、过放保护功能、ID、NTC（在 来料是检验） 短路保护功能（半成品或成品时检测） 保护板内阻的测量： B-与P-端之间的电阻加上B+与P+端之间的电 阻就是保护板的总内阻。测量方法是用欧姆定 律。
一、保护板电路设计需要的参数

6、是否需要充电控制电路


所谓充电控制电路就是在充电器对电池充电时， 当电池的电压达到4.2V时，电路输出一个电平 信号给手机，告诉手机电池已经充饱，手机可 以做相应的动作。有些手机把此部分的电路做 在手机内部，有的则在电池保护板上加载。 此部分电路如果在保护板上加载时，需要占用 比较大的空间，同时电路会复杂很多，而且成 本会大大提高。
2、过放电保护


电池在带载使用时，或存放很长时间时，当电 芯的电压下降到2.3V左右的时候，保护板上的 保护IC将会动作，关断MOSFET，以达到保护 电芯避免过放。 而过放保护电压点是可以根据需要改变临界值 的大小。但如果选择高电压保护的话将会影响 电池的实际工作时间。
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3、过电流保护


当电池在充电或放电过程中，出现了异常状况， 如充电器的充电电流过大、短路导致放电电流 过大，此时保护IC经过R2电阻检测MOSFET两 端电压，当电压达到临界值时则关断MOSFET。 IC的过流检测电压值是可以选择的，设检测电 压值为V，放电电流为I，MOSFET的内阻为R 则V的选择：V=I*R
IC的主要参数选择

过充保护电压值（常规为4.28V±20mV） 过放保护电压值（常规为2.3V±50mV） 过电流检测电压值（常规为0.15V±10mV）
可以参照IC生产厂提供的参数表进行选择 还有些需要对响应时间做相应的选择。
单节保护板的原理图如下：
两串保护板的原理图
三串、四串保护板的原理图
5、正常工作时的工作电流值


用电设备在使用时通常会有两种电流，启动电 流和稳定后的工作电流。启动电流往往会比稳 定后的工作电流大很多，即有电流波峰值。而 负载稳定后工作电流则相对小很多。 不同的工作电流，将影响保护板上的IC参数选 择。如果启动电流很大但时间很短，则只需要 在过流检测部分做相应的修改；而长时间大电 流工作则需要增加电路中各个器件的耐流值， 避免因时间大电流工作而把器件烧坏。
4、ID、NTC电阻的阻值

由于不少的用电设备内部都会有设置识别电路 和温度保护电路。例如手机电池,识别电阻（ID 电阻）主要用于充电时识别此电池是否可以在 该手机上充电，辨别真伪；或其他的辨识作用。 而NTC则在充电时由于环境因数或充电异常时 导致电池的温度上升，此时NTC电阻的阻值改 变，而触发内置电路起到保护作用。
保护板电路设计基础知识
电路的基本原理
保护板的作用
保护板顾名思义就是起保护作用，其主 要的功能有三个： 1、过充保护功能 2、过放保护功能 3、过流保护功能 另外在电池的装配中也能对电池的极耳和 输出转接起到一定的作用

保护板主要元器件

A、主要使用的主控IC： 精工S-8261系列、S-8232系列； Mitsumi的MM3077系列、MM1414系列； B、常使用的MOSFET有： ALPHA&OMEGA 的AO8810 SANYO的FTD2017 TOSHIBA的TPCS8212 常规内阻一般按30mΩ计算 C、其他的外围电阻、电容等
9、是否需要加PTC或FUSE



现在的客户在考虑到安全问题时，会提出在保 护板上增加PTC或FUSE，提高保护板的安全性。 PTC是正温度系数热敏电阻，当温度到达PTC 的额定值时PTC就会断开，当电路中的电流达 到PTC的额定电流值时PTC也会断开起保护作 用。而温度和电流恢复正常时PTC会重新导通。 FUSE则是一次性的电流保险丝，当电流超过额 定值时FUSE就会断开，而且不会恢复。
7、保护板的尺寸大小


在保护板设计过程中，保护板的尺寸大小是根 据客户提供的电池外壳3D图和我司电芯尺寸来 确定的。 保护板的尺寸大小主要影响以下几个方面： 1、保护板上电路的布线和装配工艺难易程度 2、保护板上使用的元器件的封装尺寸 3、保护板的价格是按保护板的面积来计算的
8、保护板是否需要贴五金端子
结束

谢谢大家的参与 考试的内容90%以上在讲义中可以找到 答案，考试有选择、填空、简述题共10 题，总分100分，做简述题时大家一定要 做答，内容相近则有分，千万别空白。