为什么锂电池单节保护板不可以串联多节使用
锂电池串联注意事项
锂电池串联注意事项锂电池是目前应用广泛的一种高性能电池,其具有高能量密度、长寿命、低自放电率等优点,在电动车、移动电源等领域得到了广泛应用。
在某些应用场合,由于需要更高的电压输出,就需要将多个锂电池串联使用。
下面将介绍锂电池串联的注意事项。
了解锂电池串联的原理非常重要。
锂电池是通过化学反应产生电能的,电池内部含有锂离子,通过正负极的化学反应来释放电能。
当多个锂电池串联时,正极与负极相连,形成电压叠加,从而达到提升电压的目的。
在锂电池串联中,有以下几个注意事项需要注意。
1. 电压匹配:串联的锂电池应具有相同的电压容量,即电压差别不能太大。
如果电压差别过大,容易导致电池充放电不均衡,严重时还可能引发电池短路、过充或过放等安全问题。
2. 电流均衡:在锂电池串联时,电流均衡非常重要。
因为不同电池的内阻存在差异,电流不均衡会导致电池之间的能量转移,进而影响电池寿命和安全性。
因此,需要采取措施确保电流的均衡,如使用专用的均衡电路或均衡器。
3. 容量匹配:锂电池串联时,容量匹配也是需要考虑的因素。
电池容量差异过大会导致容量较小的电池过早放电完毕,从而影响整个电池组的使用时间。
为了保证容量匹配,可以通过购买相同品牌、型号和批次的电池来减小容量差异。
4. 保护措施:在锂电池串联中,为了确保安全性,应采取相应的保护措施。
例如,可以使用保护电路板(PCB)来监控电池组的电压、电流和温度等参数,一旦出现异常情况,PCB会切断电池组与外界的连接,以避免潜在的安全风险。
5. 充放电控制:在使用串联的锂电池组时,要注意控制充放电过程。
过高的充电电压或过低的放电电压都会对电池的寿命和安全性产生负面影响。
因此,建议使用专用的充放电管理系统,以确保充放电过程在安全范围内进行。
总结起来,锂电池串联时需要注意电压匹配、电流均衡、容量匹配、保护措施和充放电控制等方面。
只有合理地进行锂电池串联,并采取相应的措施确保安全性,才能最大程度地发挥锂电池的优势,并延长电池组的使用寿命。
为什么锂电池单节保护板不可以串联多节使用
为什么锂电池单节保护板不可以串联多节使用
用单节锂电池保护板做多节串联使用时会出现以下几个问题。
1:充电:假设某一个电池先达到4.2V保护电压,例如B保护板cout充电管保护动作后,内阻为无穷大,这个时候,电流被此管分断开,一般单节锂电池保护板上的场效应管耐压非常低,因此有可能被击穿(但由于充电状态,充电电压减除所有电池电压,一般不会出现超压现象),另外B充电管保护后,充电电压会单一的加在B保护板的VDD端,有可能出现超压,导致B保护板集成块损坏。
2:放电:假设某一个电池先达到2.7V保护电压,例如A保护板Dout充电管保护动作后,内阻为无穷大,这个时候,电流被此管分断开,这个时候假设电路里面有6节电池,那么此管会承受高达25V的电压,图上绿色圈内的DOUT场效应管会被软击穿,这样,即使保护动作了,也会有少许几毫安,如果完全损坏,会有很强电流通过,而失去保护作用。
另外此管保护后A板V-端到A板上VSS端出现高达25V的反压,v-至VDD端也会出现21V左右反压,完全有可能导致芯片损毁。
另外分析上图值得注意一点是,场效应管是双向导通器件,正常情况下即使不加驱动电压,电流也可以往图标内箭头方向流动,例如上图中dout为高电位时,电流可以反箭头反
向流动,当DOUT为低电位时候,电流又只能顺着箭头流动,但反箭头方向流动被截止。
因此DOUT为放电控制端。
正常情况下即使不加高电位,能顺着箭头方向流动,但内部有0.3V左右压降,因此为了消除内部压降,加上高电平,那么这个顺着箭头方向的内部压降几乎会几毫伏-几十毫伏。
所以说场效应管是一个双向导通控制器件。
文章来源: 电源网。
锂电池动力板方案介绍
锂电池动力板方案介绍动力保护板目前市场上的方案主要以两种模式为住:1. 纯硬件方案硬件方案主要以精工、理光、美之美日系的为主,精工和理光占市场上绝大部分份额;硬件方案分单节保护芯片级联和多节保护芯片级联;单节保护芯片级联模式是目前市场占有率最高的,最主要的原因是价格便宜,但是也存在一些缺陷,参数不可调,优点是生产测试方便,不良率低,已经经过了市场的验证;多节保护芯片级联模式目前主要是价格偏高,还没有经过市场的验证;精工硬件方案介绍:1.)S8261单节级联模式:采用堆积的模式,将单节保护IC串联起来,对多串锂电池进行保护;需要均衡功能必须外挂均衡IC2.)S8204多节级联模式:S8204是单个芯片可以做三四串保护的,做多串的采用多个S8204级联模式;IC本身不带均衡功能,需要均衡功能必须外挂均衡IC。
缺点:价格偏贵3.)S8209单节级联模式:可以无限级联,一个S8209只管一节电池,本身只带有过充过放、充电均衡、放电均衡,没有过流和短路保护,所以必须要外加过流保护电路。
缺点:价格偏贵理光硬件方案介绍:1.)R5432多节级联模式:R5432是单个芯片管理3-5串电芯,做多串的采用多个R5432级联模式;IC本身自带均衡功能,无需外挂均衡IC,本身还自带断线保护功能。
综合成本可接受,但是有待进一步测试验证。
美之美硬件方案介绍:1.)MM3474多节级联模式:MM3474是单个芯片管理3-5串电芯,做多串的采用多个MM3474级联模式;IC本身不带均衡功能,必需外挂均衡IC。
综合成本偏高,产品稳定性能不够。
2. 软件方案软件方案目前市场上有凹凸、TI、ATMEL、OKI、美信,目前市场上主要用的还是凹凸、TI的,因为这两家的芯片出来较早,占有一定的市场份额,但是因为存在些问题,所以现在市场份额也在缩水。
均衡电路主要分为三种,电阻均衡、电容均衡、和电感均衡;。
锂电池串联并联容量的关系
锂电池串联并联容量的关系锂电池,这玩意儿真是现代科技的小明星啊,几乎无处不在。
从手机到电动车,它们可谓是我们的“动力小帮手”。
大家知道,锂电池可以串联,也可以并联,但这两种方式的容量关系却经常让人摸不着头脑。
哎,今天咱们就来好好聊聊这个话题,轻松一点,咱们不搞得像上课一样严肃。
串联的锂电池就像一群站在队伍里排成一排的小朋友,大家都认真听老师讲课,没一个人敢掉队。
这样一来,电池的电压就像气氛瞬间高涨,变得非常高。
但你知道吗,这个电压高了并不代表电池的容量也跟着上去了。
容量就是指电池能储存的电量,想象一下,大家虽然都站得很整齐,但每个人的书包里装的东西可不一定一样啊。
这就是串联的特点,电压上升,但容量保持不变。
就像你考数学,只要班里有人不及格,全班的成绩也不能算太好,明白吗?再说说并联吧。
这时候,锂电池就变成了一群互相依偎的小伙伴,大家一起分享资源,容量就像加了倍的“友情”,一起向上走。
每个电池就像一块饼干,放在一起,分享起来就变得丰盛多了。
并联的好处就是,它们的容量会加起来,比如说你有两个电池,每个都是2000毫安,放在一起就是4000毫安,哇,能量爆表啊!这就像你生日时收到了很多份礼物,心里那个美滋滋呀。
不过,朋友们也得注意了,虽然并联可以增加容量,但电压却是保持不变的。
这就像一群小朋友一起玩耍,大家都在玩同一个游戏,没法让游戏变得更复杂,但却能一起玩得开心。
并联就像一杯大果汁,里面的水果种类多,口味丰富,但总的水量不变,还是那一杯。
这样一来,虽然容量变了,电压却在原地踏步,真是妙趣横生。
咱们聊聊这两者的结合吧。
实际上,很多时候,电池组会采用串联和并联的方式混合搭配,真是聪明又高效。
想象一下,一个大家庭,既有长辈负责照顾,又有年轻人一起分享快乐,这样组合真是太完美了。
通过这样的组合,既能获得更高的电压,又能确保有足够的容量,简直是“多赢”的局面。
还有一点,电池的使用寿命也是个重要话题。
锂电池可不是喝一杯饮料就完事了,得好好保养。
电池串联和并联的性能影响
电池串联和并联把电池串联和并联起来使用,这听起来好象很简单,但是,遵循一些简单的规则,就可以避免不必要的问题。
在电池组中是把多个电池串联起来,得到所需要的工作电压。
如果所需要的是更高的容量和更大的电流,那就应该把电池并联起来。
另外还有一些电池组,把串联和并联这两种方法结合起来。
一个膝上型电脑的电池有可能是把四节3.6V锂离子电池串联起来,总电压达到14.4V;然后,再把两组串联在一起的电池并联起来,这样,电池组的总电量就可以从2000毫安时提高到4000毫安时。
这种接法称作“四串两并”,它的意思是:把两组由四节电池串联在一起的电池组并联起来。
在手表、备份用的存储器和蜂窝电话里一般使用一节电池。
一节镍基电池的标称电压是1.2V,碱性电池是1.5V,氧化银电池是1.6V,铅酸性电池是2V,锂电池是3V,而锂离子电池的标称电压则是3.6V。
使用锂离子聚合物和其他类型的锂电池,它的额定电压一般为3.7V。
如果要想得到像11.1 V这种不常见的电压,就得把三节这种电池串联在一起。
随着现代微电子技术的发展,我们已经可以用一节3.6V的锂离子电池,为蜂窝电话和低功耗的便携通讯产品供电。
在上世纪六十年代,在照度计中广泛使用的汞电池,出于环境保护方面的考虑,如今已经完全退出市场。
镍基电池的标称电压为1.2V或1.25V。
它们之间,除了市场偏好之外,没有任何差别。
大部分的商用电池,每节电池的电压为1.2V;工业电池、航空电池和军用电池,每节电池的电压仍是1.25V。
串联需要高电量的便携设备,一般是由两节或更多节电池串联起来的电池组供电。
如果使用高电压的电池,导体和开关的尺寸可以做得很小。
中等价位的工业电动工具一般使用电压为12V至19.2V的电池供电;而高级电动工具使用电压为24V至36V的电池,以获得更大的电力。
汽车工业最终把启动器的点火电池电压从12V(实际上是14V)提高到36V,甚至是42V。
这些电池组是由18节串联起来铅酸性电池组成。
电池组的串并联使用的优缺点
电池组串并联使用分析报告一.串联:缺点:①电池组串联使用对保护板的要求更加的苛刻,不同的电池组使用的保护板的一致性更加严格。
②对于串联使用,每个保护板上的MOS的选择也有一定的要求,根据使用串联后的最大串数来确定MOS管选择的最大耐压值。
不管充电还是放电过程中,如果其中一组发生保护不至于击穿MOS管。
③对于串联的每一个保护板都必须能承受相同的电流,与单独的总串数的保护板相比,使用的MOS管基本上一样,但是数量多了数倍,故大大增加了成本。
④电池组的串联必须选用同口。
如果使用分口的,电池组是可以充放电的,但是存在很多的隐患,尤其是不关断。
充电时,分口的保护板的放电口必须断开,否则很有可能无法关断。
优点:方便携带,方便安装。
二.并联:缺点:①对电池的一致性要求更高。
比如:两组电池组并联使用,其电压相同,内阻不同,两组提供的电流就不一致。
同样,电压不同,内阻相同,也同样提供的电流不一致。
如果都不一样,提供的电流相差更大。
②由于电池和保护板均有内阻,故对保护板内阻一致性的要求也高。
③在过流中,如果板子的过流保护点相同,但是提供的电流不同的话,就会有一组保护板,另一组能正常放电,但是过流瞬间结束后,所有的电流都由没保护的一组提供,这样长时间会导致此组电池衰减比较快。
当然还有其他可以造成这种的情况的条件。
④在过放中,如果其中一组先达到保护点,还是所有的电流都加到了其他的上面,久而久之电池的衰减就会加快,导致一致性更差。
⑤如果还并起充电的话,充电电流不能超过单串保护板的电流。
同口的可以直接充放,分口的的最好分开充电。
充电时并联的放电口必须断开,否则过充保护失效。
⑥并联时,电池组之间已经形成回路,如果压差比较大,可能会产生内环电流,这样有可能会损坏保护板。
优点:基本上和串联一样,方便携带,方便不同情况下的使用。
三.总结:不管是串联还是并联,对电池还有保护板一致性的要求更高。
一致性不好的坏,电池组的寿命会大大衰减。
18650电池电长相同但容量不同能否通用的吗?
18650电池电长相同但容量不同能否通用的吗?
你好,容量不相同的电池不能组成电池组一起用。
但是如果单节电池更换代用是可以的。
例如手电筒,容量大电池照明时间长一点。
容量小的时间短一些。
老人唱戏机也是如此原理。
18650电池外形体积尺寸都是一样的,唯一区别就是平头和尖头。
不在意容量,基本代换是没有问题的!电动工具要注意,动力电池不能用普通电池代换的!
如果是不同容量电池组成电池组,是不行的。
组在一起后,容量小的放电结束后,容量大的放电还没有结束。
导致容量小的被充电,最后因为深度放电而损坏。
并且整体电池组容量都变小(以容量最小的电池容量为准)。
保护板放电截止的时候有的电池还有容量,有的已经过放电了!所以不同容量不能串联使用。
也不能编组使用。
这也是锂电池组为什么要均衡的道理!。
简易说明为什么锂电池单节保护板不可以串联多节使用
简易说明为什么锂电池单节保护板不可以串联多节使用用单节锂电池保护板做多节串联使用时会出现以下几个问题。
1:充电:假设某一个电池先达到4.2V保护电压,例如B保护板cout充电管保护动作后,内阻为无穷大,这个时候,电流被此管分断开,一般单节锂电池保护板上的场效应管耐压非常低,因此有可能被击穿(但由于充电状态,充电电压减除所有电池电压,一般不会出现超压现象),另外B充电管保护后,充电电压会单一的加在B保护板的VDD端,有可能出现超压,导致B保护板集成块损坏。
2:放电:假设某一个电池先达到2.7V保护电压,例如A保护板Dout充电管保护动作后,内阻为无穷大,这个时候,电流被此管分断开,这个时候假设电路里面有6节电池,那么此管会承受高达25V的电压,图上绿色圈内的DOUT场效应管会被软击穿,这样,即使保护动作了,也会有少许几毫安,如果完全损坏,会有很强电流通过,而失去保护作用。
另外此管保护后A板V-端到A板上VSS端出现高达25V的反压,v-至VDD端也会出现21V左右反压,完全有可能导致芯片损毁。
另外分析上图值得注意一点是,场效应管是双向导通器件,正常情况下即使不加驱动电压,电流也可以往图标内箭头方向流动,例如上图中dout为高电位时,电流可以反箭头反向流动,当DOUT 为低电位时候,电流又只能顺着箭头流动,但反箭头方向流动被截止。
因此DOUT为放电控制端。
正常情况下即使不加高电位,能顺着箭头方向流动,但内部有0.3V左右压降,因此为了消除内部压降,加上高电平,那么这个顺着箭头方向的内部压降几乎会几毫伏-几十毫伏。
所以说场效应管是一个双向导通控制器件。
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【最新】锂电池保护电路
【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。
锂电池保护板设计
字体大小:锂离子电池保护板设计锂离子电池保护器IC有适用于单节的及2~4节电池组的.这里介绍这类保护器的要求,并重点介绍单节锂离子电池保护器电路.对锂离子电池保护器的基本要求:1.充电时要充满,终止充电电压精度要保护±1%; 2.在充、放电过程中不过流,并有短路保护; 3.到达终止放电电压要禁止继续放电,终止放电电压精度在±3%左右;4.对深度放电的电池(低于终止放电电压)在充电前以涓流方式预充电; 5.为了工作稳定可靠,防止瞬态电压变化的干扰,内部有过充电、过放电、过流保护的延时电路,防止瞬态干扰造成误动作;6.在多个串联的电池组充电时,要保护各节电池电压的匹配平衡,匹配精度要求±10%左右;7.自身耗电省(无论在充、放电时保护器都是通电工作的).单节电池保护器耗电一般小于10μA,多节的一般在20μA左右;在到达终止放电时,它处于关闭状态,一般耗电2μA以下;8.保护器电路简单,外围元器件少,占空间小,可以做在电池或电池组中.富精单节锂离子电池保护器DW01这里以富精单节锂离子电池保护器DW01为例来说明保护器的电路及工作原理.该器件主要特点:终止充电电压有4.35V、4.30V及4.25V(分别由型号后缀A、B、C表示),充电电压精度可达±30mV(±0.7%);耗电省,在3.5V工作电压时工作电流典型值7μA,到达终止放电后耗电仅0.2μA;有过充、过放、过流保护,并有延时以免瞬态干扰;过放电电压2.4V,精度±3. 5%;小尺寸5管脚SOT-23封装;工作温度范围-20~ +80℃.DW01组成的单节锂离子电池保护电路上图,其内部结构简化图及外部元器件图如下图所示.V1为控制放电的MOSFET,V2为控制充电的MOSFET,R1、C 1用来消除充电器输入电压的纹波及干扰电压,R2为防止充电器电源接反时保护CS端的电阻,R3为V2的偏置电阻,FU为保险丝,BATT+及BATT-为电池组的正极和负极(此保护器电路置于电池中).在正常充、放电时,V1、V2都导通.充电电流从BATT +流入,经保险丝向电池充电,经V1、V2后由BATT-流出.正常放电时,电流由BATT+经负载RL(图1中未画出)后,经BATT-及V2、V1流向电池负极,其电流方向与充电电流方向相反.由于V1、V2的导通电阻RD S(ON)极小,因此损耗较小.几种保护的工作状态如下:1.过充电保护P1为控制过充电的带滞后的比较器,R6、R7组成分压器接在锂离子电池两端,其中间头检测电池的电压并接在R1的同相端,P1的反相端接1.2V基准电压.充电时电池电压低于过充电阈值电压时,P1的反相端电压大于同相端电压,P1输出低电平,使Q1导通, V2的偏置电阻R3有电流流过使V2也导通(V1在充电时是导通的),这样形成充电回路.当充电到达并超过充电阈值电压时,P1同相端电压超过1.2V,P1输出高电平,经100ms延时后使Q1截止,R3无电压使V2截止,充电电路断开,防止过充电.2.过放电保护过放电保护电路是由R4、R5组成的分压器、带滞后的比较器P2、100ms延时电路、或门及由Q 2、Q3组成的CMOS输出电路组成.当电池放电达到2.4V时,P2输出高电平,经延时后使OD输出低电平, V1截止,放电回路断开,禁止放电.3.过流保护以放电电流过流保护为例,CS端为放电电流检测端,它连续地检测放电电流.这是利用CS端的电压VCS 与放电电流IL有一定关系,如上图所示.如果把导通的V1、V2看做一个电阻,即RV1DS(ON)及RV2DS (ON),则放电回路如上图的虚线所示.若忽略R2上极小的压降,则VCS对地的电压为:VCS=[RV1DS(ON)+RV2DS(ON)]×IL即VCS与放电电流IL成比例.过流保护电路由比较器P3、延时电路或门等组成.若放电电流超过设定阈值而使VCS超过0.2V,则P3输出高电平,其结果与过放电情况相同使V2截止,禁止放电.该器件尚有其他功能,这里不再介绍.有的电路图将CMOS集成在一片芯片中,电路形式如下:BOM如下:。
单节18650锂电池保护板的工作原理图
18650锂电池保护板大都是采用专用的锂电池保护IC及贴片MOSFET设计的,这种保护板具有 过充、过放及电池短路保护功能。下面我们介绍一下单节18650锂电池保护板的工作原理。
锂电池保护板电路原理图。 图中的DW01是一款单节锂电池专用的保护IC,采用该IC配合贴片MOSFET即可实现单节锂电 池的过充电、过放电及电池短路保护功能。M1、M2是两个低阈值电压的N-MOSFET,这里作 为电子开关使用。一般锂电池保护板上大都采用8205双MOSFET(其内部有两个相同的NMOSFET)。 正常工作时,DW01的OD、OC端皆为高电平,M1、M2导通,此时锂电池的负极与保护板的 BAT-端是直通的,保护板有电压输出。当锂电池出现过放电时,DW01的OD端输出为 0V,M1截止,此时锂电池负极与保护板的BAT-端断开,保护板无电压输出。当锂电池出现过 充电时,M2截止,这样将停止对锂电池的充电。当锂电池出现短路时,8205内部的MOSFET也 会截止,从而关闭输出,使保护板无电压输出。 上图为一个18650锂电池的保护板,从图中可见保护板由DW01、8205及少量贴片阻容元件构 成。其与18650锂电池的连接方法如图所示,保护板一般都装在锂电池的负极处。
电池知识
电池知识首先,电池是由两大部分组成,一个是电芯,一个是保护板。
电芯:储存电能的,这个不用解释了保护板:起到对电池的保护作用,主要有过流保护(2-6A自动断开),过充保护(充电到4.2V-4.25V自动断开),过放保护(放电到3.0V自动断开)。
保护板上有两个输入极,分别为B+、B-,表示电源的输入正负极,保护板由镍片与电芯相连,使用点焊机进行焊接工作。
保护板的输出端口有2个(手机电池有3个或者更多,三个输出端分别是P+、P-、ID,P+与P-分别是电池的正负输入,ID为识别电阻,有些手机电池如果没有识别电阻是无法开机的,一般国产电池设置的ID电阻是68K!ID端其实就是P-串联一个68K电阻的一个端口)。
电芯有两个极性,分别是+、-铝壳电芯的外表是+极,顶端的一个点是-极,一般的电芯在底部会有一条“铝镍复合带”,他是用专门的点焊设备焊接在电芯上的,因为电芯的表壳是铝,使用普通点焊机是无法进行焊接的,所以这条“铝镍复合带”是由电芯厂家加工上去的,这条“铝镍复合带”就是用来连接保护板上的镍片的,使用点焊机进行焊接钢壳电芯的表面是钢合金属,他的表面是-极,顶端的一个点事+极,他的表面可以直接使用普通的点焊机与保护板上的镍片进行焊接。
电池的容量大小取决于电芯的容量,电芯有两种参数,一个是容量,就是大家常说的多少毫安的,一个是内阻,这里的内阻与常说的电阻类似,但是有所不同,他必须使用准们的检测设备才能检测出来,一般合格电芯的内阻在60mΩ以下,内阻直接影响待机时间。
内阻越小待机时间越长。
电池的标准电压是3.7V,锂电的上限电压为4.2V,当电池并联时,容量为两个电池容量的总和(这里说的是两个电池的容量相等的情况下),内阻为单个电芯的内阻的一半,电压不变。
并联的后这个电池可以使用一个保护板。
因为并联后的电池就相当于一个大容量电池,没有什么其他变化。
当电芯串联的时候,容量为单个电芯的容量,电压为两个电芯电压的总和,内阻为两个电芯内阻的总和。
单节串联 电池保护板电路
单节串联电池保护板电路
单节串联电池保护板电路是用于保护串联连接的多个电池的电路。
它通常用于锂离子电池组,以确保每个电池在充电和放电过程中都能保持在安全的电压范围内,以防止过充和过放,从而延长电池组的使用寿命并提高安全性能。
这种保护板电路通常包括以下几个主要部分:
1. 电压检测电路,用于监测每个电池的电压,一旦电压超出设定范围,保护板将采取相应的措施来保护电池。
2. 过充保护,当电池充电时,一旦电压超过设定的最大允许电压,保护板将切断充电电路,以防止电池过充。
3. 过放保护,在放电过程中,一旦电压降到设定的最低允许电压以下,保护板将切断放电电路,以防止电池过放。
4. 温度保护,一些高级的保护板还会包括温度传感器,用于监测电池温度,当温度超出安全范围时,保护板也会采取相应的措施来保护电池。
除了上述功能外,一些保护板还可能包括短路保护、过流保护
等功能,以确保电池组在各种情况下都能得到有效的保护。
在实际应用中,选择合适的单节串联电池保护板电路对于电池
组的安全性能和使用寿命至关重要。
因此,在设计和选择保护板时,需要考虑电池的额定电压、充放电电流、工作温度范围等因素,并
确保保护板的额定参数符合实际应用需求。
总的来说,单节串联电池保护板电路在电池组应用中起着至关
重要的作用,它能够有效保护电池,在一定程度上提高了电池组的
安全性能和稳定性,延长了电池的使用寿命。
18650电池容量不同可以并联使用吗?两个2500ma两个3000ma。
18650电池容量不同可以并联使用吗?两个2500ma两个
3000ma。
不同容量的18650锂电池不可以同时并联使用。
可以把两个2500mah或者两个3000mah进行并联使用,不同容量的18650锂电池并联使用,会导致电池内部损耗不同,充电方面也会不均衡,进而会影响电池的寿命,也存在安全隐患。
扩展资料:
18650使用注意事项
1、按照标准的时间和程序充电,即使是前三次也要如此进行;
2、当出现电量过低时,应该尽量及时开始充电;
3、锂电池的激活并不需要特别的方法,在正常使用中锂电池会自然激活。
如果执意要用流传的“前三次12小时长充电激活”方法,实际上也不会有效果。
因此,所有追求12~16小时超长充电和把锂电池用到自动关机的做法,都是错误的。
如果你以前是按照错误的说法做的。
注意
原装充电器自身保护和控制电路质量良好的情况下,对锂电池的保护还是有相当保证的。
所以对充电规则的理解才是重点。
锂电池串联和并联的注意事项
把动力锂电池串联和并联起来使用,这听起来好象很简单,但是,遵循一些简单的规则,就可以避免不必要的问题。
锂电池组包含两部分:锂电池和锂电池保护线路。
在锂电池组中是把多个锂电池串联起来,得到所需要的工作电压。
如果所需要的是更高的容量和更大的电流,那就应该把锂电池并联起来。
另外还有一些电池组,把串联和并联这两种方法结合起来。
一个笔记本电脑的电池有可能是把四节3.6V锂离子电池串联起来,总电压达到14.4V;然后,再把两组串联在一起的电池并联起来,这样,电池组的总电量就可以从2000毫安时提高到4000毫安时。
这种接法称作“四串两并”,它的意思是:把两组由四节电池串联在一起的电池组并联起来。
锂离子电池的标称电压则是3.6V。
使用锂离子聚合物和其他类型的锂电池,它的额定电压一般为3.7V。
如果要想得到像11.1V这种不常见的电压,就得把三节这种电池串联在一起。
串联需要高电量的便携设备,一般是由两节或更多节电池串联起来的电池组供电。
使用高电压电池组所带来的另一个问题,就是有可能遇到电池组里的某一节电池失效的情况。
这就像一个链条,串联在一起的电池越多,出现这种情况的几率就越高。
只要一节电池有问题,它的电压就会降低。
到最后,一节“断开”的电池可能会中断电流的输送。
而要更换“坏”电池也绝非易事,因为新老电池是互不匹配的。
一般说来,新电池的容量要比老电池的高得多。
随着工作电压的下降,它比正常电池组更快地达到放电结束的临界点,同时,它的使用时间也急剧缩短。
一旦设备因电压过低而切断电源,其余单体电池仍然完好的电池就不能把所存储的电量送出来了。
这时,坏的那节电池电池还呈现很大的内阻,如果此时还带有负载,那么,将会导致整个电池链的输出电压将大幅度下降。
在一组串联电池中,一节性能差的电池,就像是一个堵住水管的塞子,会产生巨大的阻力,阻止电流流过去。
其它电池也会短路,这将使终端的电压降低至 3.6V,或者,使电池组链路断开并切断电流。
电池组的串并联使用的优缺点
电池组的串并联使用的优缺点
1、串联使用
(1)优点
a、串联电池组可以提高电压输出,单位电压可以增加。
b、可以保证负载电流稳定,保证负载电流的稳定性。
c、电池组串联能够解决电池容量不平衡的问题,可以提高电池的使
用寿命。
d、串联电池能够有效的利用电池组的空间,减少安装空间,减少电
池的体积。
(2)缺点
a、串联电池组的容量比将单只电池容量相加的总容量低,续航时间
会变短。
b、容量不平衡时,每节电池容量低的,充放电电流都会达到最大值,从而导致低电池处于不正常状态,而影响电池组的正常使用。
c、容量不平衡时,不仅会影响电池的正常使用,还会影响整体的电
池性能
2、并联使用
(1)优点
a、电池组并联可以增加电容量,提高续航时间。
b、电池组的体积可以达到最小,可以有效的利用电池组的空间,有
利于安装电池组。
c、电池组并联能够有效地分散负载电流,保证负载的稳定工作。
d、电池组并联能够降低电路电压,提高整个系统的效率。
(2)缺点
a、电池组并联使用会导致每节单位电压变低,从而影响系统的性能。
b、电池组并联时,如果有一节电池损坏,整个电池组都无法正常使用。
带保护板锂电池组串联方法
带保护板锂电池组串联方法随着科技的发展,锂电池作为一种高能量密度、长寿命、环保的电池,被广泛应用于移动电子设备、电动车辆等领域。
然而,锂电池具有高能量密度的同时,也存在着一定的安全隐患,一旦发生过充电、过放电、短路等异常情况,可能导致电池过热、燃烧甚至爆炸。
为了保护锂电池的安全运行,我们可以采用带保护板的锂电池组串联的方法。
锂电池组串联是指将多个锂电池按照一定的规则连接起来,形成一个整体的电池组。
而带保护板的锂电池组串联,是在每个单体锂电池之间加上了一个保护板,用于监测和控制每个锂电池的电压、电流和温度等参数,以确保电池组的安全运行。
带保护板的锂电池组串联可以有效地平衡每个单体锂电池之间的电压差异。
由于锂电池的内阻和容量存在差异,充放电过程中,不同单体锂电池的电压会有所不同。
如果没有保护板的控制,电压差异会导致电池组中某几个单体电池电压过高或过低,从而影响整个电池组的性能和安全性。
而带保护板的锂电池组串联可以通过监测每个单体电池的电压,及时调整充放电电流,使得每个单体电池的电压保持在一个合理的范围内,从而达到电池组的平衡。
带保护板的锂电池组串联可以对每个单体电池进行精确的电流、电压和温度监测。
保护板上通常会集成一些传感器和控制电路,可以实时监测每个单体电池的电压、电流和温度等参数。
一旦发现某个单体电池出现异常,比如电压过高、电流过大或温度过高,保护板会及时切断电路,阻止异常电池的继续工作,以避免电池过热、燃烧甚至爆炸的风险。
带保护板的锂电池组串联还可以提高整个电池组的安全性和可靠性。
保护板可以防止过充电、过放电和短路等异常情况的发生,有效地延长锂电池的使用寿命。
同时,保护板还可以提供过流保护、过温保护和过压保护等功能,进一步保障锂电池组的安全运行。
在日常使用中,如果电池组的任何一个单体电池出现问题,保护板会立即切断电路,以避免故障扩散,保护其他正常工作的单体电池。
带保护板的锂电池组串联是一种有效的方法,可以保护锂电池的安全运行。
多节锂电池串联的电池保护板实现方案
1引言随着国际性的不可再生性能源紧缺以及环境污染问题的不断加剧,采用新型长效无污染的电池取代传统的铅酸电池作为动力的电动自行车已成为电动自行车行业发展的必然趋势。
其工作电压高、体积小、质量轻、比能量高、无记忆效应、无污染、循环寿命长的锂离子电池的使用,使得电动自行车的动力部分越来越轻便、高效。
目前,国内外各大锂电池生产商针对不同类型锂离子电池过充、过放、过流保护的要求设计有各种型号的锂电池保护芯片,以保证电池的安全性能,避免出现电池特性恶化的现象。
这类锂电池保护芯片绝大多数适用于1〜4节串联数的锂离子电池,极个别新型产品,如TexasInstruments 公司的BQ77PL90时片,适用于5〜10节串联数的锂离子电池,其保护功能完善,在很多锂电池保护电路中获得广泛应用。
但是对多串联数,如10串以上锂电池串联的电池组或保护芯片路数与实际应用的锂电池组串联数不同的情况,如果采用目前市场上的集成电路芯片来制作保护电路,存在无法实现保护或使用上不够灵活的缺点。
另外,成组锂电池串联充电时,应保证每节电池均衡充电,否则使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。
常用的均衡充电技术有恒定分流电阻均衡充电、通断分流电阻均衡充电、平均电池电压均衡充电、开关电容均衡充电、降压型变换器均衡充电、电感均衡充电等。
而现有的单节锂电池保护芯片均不含均衡充电控制功能;多节锂电池保护芯片均衡充电控制功能需要外接CPU通过和保护芯片的串行通讯(如I2C总线)来实现,加大了保护电路的复杂程度和设计难度、降低了系统的效率和可靠性、增加了功耗。
本文针对动力锂电池成组使用,各节锂电池均要求充电过电压、放电欠电压、过流、短路的保护,充电过程中要实现整组电池均衡充电的问题,设计了采用单节锂电池保护芯片对任意串联数的成组锂电池进行保护的含均衡充电功能的电池组保护板。
仿真结果和工业生产应用证明,该保护板保护功能完善,工作稳定,性价比高,均衡充电误差小于50mV2基本工作原理采用单节锂电池保护芯片设计的具备均衡充电能力的锂电池组保护板示意图如图1所示。
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为什么锂电池单节保护板不可以串联多节使用
用单节锂电池保护板做多节串联使用时会出现以下几个问题。
1:充电:假设某一个电池先达到4.2V保护电压,例如B保护板cout充电管保护动作后,内阻为无穷大,这个时候,电流被此管分断开,一般单节锂电池保护板上的场效应管耐压非常低,因此有可能被击穿(但由于充电状态,充电电压减除所有电池电压,一般不会出现超压现象),另外B充电管保护后,充电电压会单一的加在B保护板的VDD端,有可能出现超压,导致B保护板集成块损坏。
2:放电:假设某一个电池先达到2.7V保护电压,例如A保护板Dout 充电管保护动作后,内阻为无穷大,这个时候,电流被此管分断开,这个时候假设电路里面有6节电池,那么此管会承受高达25V的电压,图上绿色圈内的DOUT场效应管会被软击穿,这样,即使保护动作了,也会有少许几毫安,如果完全损坏,会有很强电流通过,而失去保护作用。
另外此管保护后A板V- 端到A板上VSS端出现高达25V的反压,v-至VDD端也会出现21V左右反压,完全有可能导致芯片损毁。
另外分析上图值得注意一点是,场效应管是双向导通器件,正常情况下即使不加驱动电压,电流也可以往图标内箭头方向流动,例如上图中dout为高电位时,电流可以反箭头反向流动,当DOUT为低电位时候,电流又只能顺着箭头流动,但反箭头方向流动被截止。
因此DOUT为放电控制端。
正常情况下即使不加高电位,能顺着箭头方向流动,但内部有0.3V左右压降,因此为了消除内部压降,加上高电平,那么这个顺着箭头方向的内部压降几乎会几毫伏-几十毫伏。
所以说场效应管是一个双向导通控制器件。