单节保护电路工作原理
5、过流保护：在放电时，因负载变化会导致放电电流变化，放电电流增大时 V-的电压会升高，当V-≥VDET3，并且经过tVDET3的延迟后，DOUT端的输出变为 低电平，关断放电回路。解除过流状态后，使V-<VDET3电路恢复正常。 6、短路保护：短路保护与过流保护相似，不同的是tSHORT远小于tVDET3 ，VSHORT 远大于VDET3。当发生短路时V-迅速增大，当V->VSHORT且经过tSHORT后，DOUT端 输出变为低电平，关断放电回路。排除过流状态后，使V-<VDET3电路恢复正 常。短路峰值电流取决于充放电MOSFET导通电阻和PCB布线电阻及VSHORT。 注：VDET1—过充电检测电压，VDET2—过放电检测电压，VDET3—过电流检测电压，
一、概述：场效应管是电压控制器件，缩写为FET ，可通过改变输入 电压来改变输入电流。 二、类型：有N沟道与P沟道两种 N沟道：高电平控制 P沟道：低电平控制
G D N -FET S S
G D P-FET
三、基本参数：
耐压：VDSS
、
VGSS
耐流 ：ID(DC)、 ID(pulse)
内阻：RDS(on）
下表为7种电阻尺寸代码及功率
EIA代码 米制代码 长、宽 高 额定功率 0402 1005
1.0X0.5 0.3 1/16
0603 1608
1.6X0.8 0.45 1/16
0805 2012
2.0X1.25 0.5 1/10
1206 3216
3.2X1.6 0.55 1/8
1210 3225
3.2X2.5 0.55 1/4
RDS(on）=13-21mΩ
(VGSS=4V, ID =3A)
元器件简要介绍---保护IC
一、概述:保护IC分单节保护IC与多节（串联）用保护IC， 基本功能：过充保护、过放保护、过流保护、短路保护等； 基本参数：过充电保护（释放）电压、过放电保护（释放） 电压、过充（放、流）保护延时等。 二、单节保护IC 1、内部结构(理光R5421N系列)： 管脚说明：
元器件简要介绍---热敏电阻
有PTC(POSITIVE TEMPERATURE COEFFICENT)正温度系数，如过流保 护器； NTC(NEGATIVE TEMPERATURE COEFFICENT)负温度系数两种。 ★NTC基本参数有封装尺寸、阻值、允许偏差，B常数、B值偏差等。 NTC阻值随温度呈非线性变化，NTC热敏电阻的阻值随温度的变化 函数如下式：R25C是热敏电阻在室温下的阻值，β是热敏电阻材 料的开尔文(Kelvins)常数，T是热敏电阻的实际摄氏温度。
TH
P-
控开 制关
保护电路使用的元件有： 保护IC、场效应管（MOSFET）、贴片电阻、贴片电容、热敏 电阻、识别电阻（或识别IC)、保险丝、PTC等。
元器件简要介绍
元器件 保护IC 场效应管 功能 检测保护电路当前电池的电压、电流、时间等参数以此 来控制场效应管的开关状态 起开关作用
贴片电阻
贴片电容 热敏电阻
tVDET1--过充电检测延迟，tVDET2--过放电检测延迟，tVDET2--过电流检测延迟，
V--保护IC的V-脚对VSS脚的压降，VSHORT-短路保护检测电压，tSHORT-短路保护检测延迟；
单节保护电路工作原理
三、两参数确定 1、过充电保护延时(外置电容)： 计算公式为：tVdet1[sec]=(C3[F]*(VDD[V]-0.7))/(0.48X10-6) VDD--保护IC的过充电检测电压值。 简便计算：延时时间=C3(UF)/0.01UF*77ms 如：C3容值为0.22UF,则延时值为0.22/0.01X77=1694ms。 注：严格计算还要考虑电容容值的偏差。 ★ 外置电容延时的优缺点： 优点：过充电检测延时时间可以调整，适用于对延时有特殊要求且 一般内置延时的IC又不能达到要求的电路； 缺点：元件数量多，成本增加，故障率提高。
概要


保护电路基本构成
各元器件简要介绍


保护电路工作原理
保护电路的附加功能

保护电路的最新发展
保护电路基本构成
一、控制电路 二、控制开关 三、保护器
CE LL
保器 护
P+
控电 制路
P-
控开 制关
保器 护
另外： 部分保护电路还 有温度保护、识 别功能。
识功 别能
P+
ID CE LL
控电 制路 温保 度护
限流
滤波、调节延迟时间 检测电池块内的环境温度
保险丝
PTC
防止流过电池的电流过大，切断电流回路
流过电流过大时自身阻抗增加，控制回路电流
元器件简要介绍---贴片电阻
基本参数有：封装尺寸、额定功率、阻值、允许偏差等。
1、封装：表示电阻的尺寸大小，有两种表示方法 （1）EIA（美国电子工业协会）代码：以英寸为单位，用4位 数字表 示长和宽，前2位表示长、后2位表示宽； （2）米制代码：以毫米为单位，也是用4位数字表示长和宽； 2、功率：表示通过电流的能力，P=I2*R。
封装：SO-8、TSSOP-8
6IP HWSON、ECH8
元器件简要介绍---场效应管
说明： 1、场效应管与三极管的区别： 场效应管：电压控制器件，内阻小，耗电小，电流可双向流动 三极管：电流控制器件，内阻较大，耗电很大，电流不可双向流动。 2、N沟道场效应管与P沟道场效应管相比：N沟道高电平导通，内阻较小，价格较低；P沟 道低电平导通，内阻较大，价格较高。 3、内阻：指场效应管导通时不同电压、电流下D、S间的内阻，电压越高时，内阻越低； 电流越大，内阻越高。 4、保护电路中，单双节保护电路用N沟道场效应管，多节用P沟道。 5、目前常用N沟道场效应管： FW232、uPA1870、FDW2509NZ uPA2450、uPA2452、ECH8601 例如：uPA1870基本参数为 内部 VDSS=20V, VGSS=±12V, 结构图 ID(DC) =±6A、 ID(pulse) =±80A
1
3
2
R2 1K
C2 0 .1u F
P-
M O S F ET
多节保护电路工作原理
一、两串：
P+ U1 B+
C ELL1
R1 1K C1 0.22uF
8
VCC SENS 1
R4 1K
B2+ R2 1K
C ELL2
7 C2 0.22uF
VC
S-8232ABFT-T 2 6 C3 0.1uF
ICT 5 VSS DO
三、多节保护IC 1、2节保护IC：S-8232、MM1292等； 2、3节保护IC：S-8233、MM1414等； 3、4节保护IC：MM1294、MM1414等； 封装：TSSOP-8、SOP-8、SOP-14、 TSSOP-16、TSSOP-20
单节保护电路工作原理
一、应用电路
保器 护
P+
R1 1 0 0R 5 VDD
单节保护电路工作原理
2、过电流值的计算：
依据公式I=U/R U--保护IC的过电流检测电压值(定值)； R--保护电路中从B-~P-间的内阻值，具体来间说指的是保护 IC的第6脚与R2外接P-处的内阻（大电流回路中MOSFET与 PCB布线内阻之和）。 例如：一个保护电路中保护IC检验电压为0.20V,R为40mΩ （MOS管内阻以3.8V左右计），则过电流检测电压值 0.20V/40mΩ=5A 注:实际应用中需考虑MOS管的内阻会随ID变化而变化.
元器件简要介绍---贴片电容
基本参数：封装尺寸、耐压、容值、允许偏差、材质、阻抗等 1、封装尺寸：其尺寸代码与贴片电阻相同。 2、耐压：不同容值、不同封装、不同偏差的电容厂家能做到的耐 压 值也不相同。一般容值越低，耐压值越高；封装尺寸越大耐 压值也越高；偏差越大耐压值越高。 3、容值：容值表示方法与电阻类似 如：104表示10×104pF=100000pF=0.1uF， 2R2表示2.2pF； 注：容值单位是pF，其中1pF=10-3nF =10-6uF=10-12F 4、允许偏差：允许偏差表示方法也与电阻类似 F档表示±1﹪； J档表示±5﹪； K档表示±10﹪； M档表示±20﹪； N档表示±30﹪；Z档表示+80,-20﹪。 5、材质：COG(NPO)容值精度为5﹪； X5R(X7R)容值精度为10﹪； Y5V容值精度为20﹪；Z5U容值精度为+80,-20﹪；
序号 1 2 3 4 5 6 类型 DOUT VCOUT Ct VDD VSS 功能 过放电控制输出端 过电流控制输入端 过充电控制输出端 延时控制输入端 电源正极 地
元器件简要介绍---保护IC 2、基本参数：略 3、封装（尺寸）： SOT-23-6 SON6 SOT-23-5 SON5
元器件简要介绍---保护IC
IC
CE LL
C1 0 .1u F
R 54 2 1 N X X X
Ct
4
6
VS S DO CO V-
C3 0 .01 u F
1
3
2
R2 1K
C2 0 .1u F
Байду номын сангаасP-
M O S F ET
单节保护电路工作原理
二、工作状态说明
1、正常状态：IC的电源电压介于过放电保护电压VDET2和过充电保护电压VDET1 之间，DOUT端和COUT端的输出皆为高电平，充、放电MOSFET处于导通状态， 电池充放电都可进行； 2、过充电状态：充电时，若电池电压升高使VDD≥VDET1，则经过tVDET1的延迟后， COUT端变成低电平，将充电控制MOSFET关断，停止充电； 3、过充电保护解除条件：当VDD降低至过充解除电压VREL1以下（不接负载）或 VDD降低至过充电关断电压VCO以下（加上负载），即可恢复到可充电状态； 4、过放电状态：当电池放电至电压等于或低于VDET2，并经过tVDET2的延迟后， DOUT端变成低电平，控制放电控制MOSFET关断，停止电池向负载放电。充电 电流仍可通过二极管流通。此后，如果电池电压升高至过放电保护解除电 压VREL2，则DOUT端又变成高电平，使电池可放电状态得以恢复。