：Gps测量仪用锂电池保护板的制作方法

本实用新型涉及电池充放电保护电路更具体的说，涉及一种GPS测 量仪用锂电池保护板

锂电池具有容量大、无充放电记忆而被广泛的應用于手机、导航仪以 及电动汽车等各个应用可充电电池的领域；而锂电池对于充放电有严格的 要求，过度充电和过度放电都将影响锂电池的使用寿命甚至造成锂电池的 损坏因此对于锂电池充/放电都要采取保护措施，对单一电池及一节电池 (例如手机电池)目前通常都采用一級保护而有些用电装置例如GPS测 量仪使用大容量的锂电池(4. 2A/h，两节电池串联使用)GPS测量仪要适应 多种使用环境，对供电锂电池要求高又由於锂电池价格昂贵，因此为了 保证GPS测量仪正常工作对于大容量双电池串联的锂电池充/放电采取保 护措施要更加严格，而采用一级保护电蕗时如果由于保护电路器件随工 作条件的变化产生误差而出现充放电保护产生误差造成电池的使用寿命縮 短甚至损坏，因此需要有特殊嘚技术措施对于它的充放电进行保护以提 高锂电池的使用寿命以及它的使用安全性。 发明内容

本实用新型的目的是针对一级保护的锂电池充放电电路而提出的一种 GPS测量仪用锂电池保护板技术方案该电池保护板采用双级保护电路，保 护电路一旦测到电池出现过电压充电和過放电现象保护板自动切断电源 电路，实现对锂电池的充放电保护

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是 一种GPS测量仪用锂 电池保护板，包括电源连接插座、充放电保护电路和双锂电池；所述双锂 电池相互串联充放电保护电路串接在锂电池与电源连接插座之间，电源连接插座实现双锂电池放电输出和充电输入的电源连接；

所述充放电保护电路包括锂电池充电专用芯片、双电池过/欠电压保 护专鼡芯片、充电开关、放电开关、充电专用芯片电源开关电路、放电/欠

电压控制开关电路；充电专用芯片电源开关电路输出与锂电池充电专鼡芯 片连接为电池充电专用芯片提供可控电源，所述锂电池充电专用芯片的控 制输出端PWM接至充电开关控制所述充电开关的导通或关断；所述放电/ 欠电压控制开关输出接至放电开关，控制所述放电开关的导通或关断；所 述双电池过/欠电压保护专用芯片的控制输出端D0和CO连接两個N沟道场 效应管所述两个N沟道场效应管的漏极端相互连接，其中 一个N沟道

场效应管的源极端连接所述双锂电池的负极，控制极端连接雙电池过/欠电 压保护专用芯片的DO端；另一个N沟道场效应管的源极端通过电阻与锂电 池充电专用芯片的IC端连接同时源极端还通过另一电阻與双电池过/欠 电压保护专用芯片的VM端连接，控制极端连接双电池过/欠电压保护专用 芯片的C0端；充电开关和放电开关一端相互并联并且连接臸电源连接插座 的电源引进/引出脚充电开关的另一端串接一个电容电感和二极管组成的 滤波电路然后与锂电池正极连接，放电开关的另┅端直接与锂电池正极连 接

本实用新型的有益效果是

1. 实现了锂电池充电过程中的过电压和放电过程中的欠电压自动断电 保护，延长了锂電池的使用寿命提高了锂电池充放电工作的安全性和可 靠性；

2. 保护电路为模块化结构，结构简单调试方便。

以下结合附图和实施例对夲实用新型作一详细描述

图l为本实用新型结构示意图； 图2为本实用新型电路逻辑框图； 图3为本实用新型电路原理图。

具体实施方式 实施唎1

本实施例为一种GPS测量仪用锂电池保护板，参见图1图2和图3， 该保护板包括电源连接插座l、充放电保护电路2和双锂电池3;双锂电池 的两个鋰电池相互串联电源连接插座实现双锂电池放电输出和充电输入 的电源连接，充放电保护电路串接在锂电池与电源连接插座之间；

所述充放电保护电路包括锂电池充电专用芯片2-1、双电池过/欠电 压保护专用芯片2-2、充电开关2-3、放电开关2-4、充电专用芯片电源开 关电路2-8、放电/欠電压控制开关电路2-5;充电专用芯片电源开关电路 输出接至电池充电专用芯片为电池充电专用芯片提供可控电源，所述锂电 池充电专用芯片的控制输出端PWM通过电压转换连接至充电开关的控制端 控制所述充电开关的导通或关断；所述放电/欠电压控制开关电路输出连接 至放电开关控制所述放电开关的导通或关断，所述双电池过/欠电压保护专 用芯片的控制输出端D0和CO连接两个N沟道场效应管2-6所述两个N沟 道场效应管的漏極D端相互连接，其中 一个N沟道场效应管的源极S端 连接所述双锂电池的负极，控制极G端连接双电池过/欠电压保护专用芯片 的D0端；另一个N沟噵场效应管的源极S端通过电阻Rl与锂电池充电专 用芯片的IC端连接同时源极S端还通过另一电阻R2与双电池过/欠电压 保护专用芯片的VM端连接，控淛极G端连接双电池过/欠电压保护专用芯 片的C0端；充电开关和放电开关一端相互并联并且连接至电源连接插座的 电源引进/引出脚Vin充电开关嘚另一端串接一个电容C1、电感L和二极 管Dl组成的滤波电路2-7然后与所述双锂电池正极连接，放电开关的另一 端直接与锂电池正极连接

本实施唎中的锂电池充电专用芯片的型号是CHK0502，可以在市场采购到

本实施例中的双电池过/欠电压保护专用芯片的型号是R5460，可以在 市场采购到

实施例中的充电开关和放电开关是双CMOS双向开关型号是CEM2953，可以在市场采购到

实施例中的两个N沟道场效应管采用的型号是PDS9926，可以在市场采 购到

所述充电专用芯片电源开关电路参见图3,包括两个PNP结三极管Q5 和Q6、 一个NPN结三极管Q7和一个稳压芯片WY，两个PNP结三极管的基 极相互连接其中一个彡极管Q5的基极与集电极连接并连接一个电阻R8 到双锂电池负极，该三极管Q5的发射极接双锂电池的正极另一个三极管 Q6的集电极连接一个电阻R9箌双锂电池负极，该三极管Q6的发射极接电 源连接插座的电源引进/引出脚该三极管Q6的集电极还连接一个电阻Rll 到NPN结三极管Q7的基极，该三极管Q6嘚集电极还连接一个电阻R10到 放电/欠电压控制开关电路2-5 NPN结三极管Q7的集电极连接电源连接插 座的电源引进/引出脚，NPN结三极管Q7的发射极连接稳壓芯片WY输入端 稳压芯片WY输出端接充电专用芯片的VDD端。

所述放电/欠电压控制开关电路参见图3包括四个NPN结三极管Ql至 Q4，其中两个三极管Q2和Q3组荿差动电路差动电路中的一个输入端的 三极管Q2基极与发射极之间并联一个硅二极管，Q2集电极接一个电阻R4 到电源连接插座的电源引进/引出腳所述二极管是由三极管Ql的基极与 集电极相连形成，所述二极管的正极接一个电阻R3到电源连接插座的电源 引进/引出脚二极管的负极接電池负极，差动电路中的另一输入端的三极 管Q3基极与充电专用芯片电源开关电路连接即连接到充电专用芯片电源 开关电路中的电阻RIO，另┅输入端的三极管Q3的集电极连接一个电阻R5 到开关控制三极管Q4的基极三极管Q4的集电极输出连接放电开关2-4 的控制端G1。

所述的稳压芯片WY是一个3. 3伏的稳压电路或芯片 上述专用芯片的连接端代码为标准的芯片连接脚代码可以在专用芯片 的使用手册中查到。

本实施例的工作原理参见圖3;

一充电，当向锂电池3充电时首先从电源连接插座1的Vin脚给出一个充电电压直流8伏至8.4伏，该充电电压高于双锂电池电压这时 在充电专鼡芯片电源开关电路2-8中的Q6输出电阻R10到放电/欠电压控 制开关电路2-5中Q3的b极就有一个0. 6-0. 7伏的电压，三极管Q3饱和 导通三极管Q4关断，三极管Q4的C极输出高电位到放电开关控制端G1 放电开关的Sl至Dl通路关断；同时三极管Q6的C极输出的高电位驱动三 极管Q7导通，三极管Q7导通后为稳压芯片WY提供了电源稳压芯片的稳 压输出连接锂电池充电专用芯片电源输入端VDD，锂电池充电专用芯片进入 稳定工作状态锂电池充电专用芯片的输出端P画向充电开关的控制端送 出一个可控制的脉冲信号控制充电开关的导通对双锂电池进行充电，并且 锂电池充电专用芯片具有过电压充电的保护功能而且一旦锂电池充电专 用芯片的过电压保护出现误差或问题，双电池过/欠电压保护专用芯片也具 有过电压保护的功能它的接入为雙锂电池充电提供了双重保护。

二放电，当锂电池3放电时首先电源连接插座1的Vin脚没有充 电电压的存在而是向电池索要电源，此时在充電专用芯片电源开关电路2-8 中的三极管Q6输出电阻R10到放电/欠电压控制开关电路2-5中三极管Q3 受三极管Q5的作用为一个截止电压约为0. 2伏的电压三极管Q3截止， 三极管Q4处在导通状态三极管Q4输出低电位到放电开关控制端G1，放 电开关导通双锂电池通过放电开关向电源连接插座1的Vin脚输送电流； 同时三极管Q6输出的低电位驱使三极管Q7截止，三极管Q7截止后稳压芯 片WY没有电压输出到双锂电池充电专用芯片电源输入端锂电池充电专用 芯片停止工作，充电开关的控制端为高电位充电开关关断而当双锂电池 电压过低时(过度放电时，低于6伏)三极管Q4会关断三极管Q4输出 高电位到放电开关控制端G1，放电开关关断；进而保护了锂电池不会过度 放电并且双电池过/欠电压保护专用芯片还具有对双电池电压不平衡的保 护的功能。

GPS测量仪用锂电池保护板其特征在于，所述GPS测量仪用锂电池保护板包括电源连接插座、充放电保护电路和双锂电池；所述双鋰电池相互串联充放电保护电路串接在锂电池与电源连接插座之间，电源连接插座实现双锂电池放电输出和充电输入的电源连接；所述充放电保护电路包括锂电池充电专用芯片、双电池过/欠电压保护专用芯片、充电开关、放电开关、充电专用芯片电源开关电路、放电/欠電压控制开关电路；充电专用芯片电源开关电路输出与锂电池充电专用芯片连接为电池充电专用芯片提供可控电源，所述锂电池充电专用芯片的控制输出端PWM接至充电开关控制所述充电开关的导通或关断；所述放电/欠电压控制开关输出接至放电开关，控制所述放电开关的导通或关断；所述双电池过/欠电压保护专用芯片的控制输出端DO和CO连接两个N沟道场效应管所述两个N沟道场效应管的漏极端相互连接，其中┅个N沟道场效应管的源极端连接所述双锂电池的负极，控制极端连接双电池过/欠电压保护专用芯片的DO端；另一个N沟道场效应管的源极端通過电阻与锂电池充电专用芯片的IC端连接同时源极端还通过另一电阻与双电池过/欠电压保护专用芯片的VM端连接，控制极端连接双电池过/欠電压保护专用芯片的CO端；所述充电开关和放电开关一端相互并联并且连接至电源连接插座的电源引进/引出脚充电开关的另一端串接一个電容电感和二极管组成的滤波电路然后与锂电池正极连接，放电开关的另一端直接与锂电池正极连接

2. 根据权利要求1所述的GPS测量仪用锂电池保护板，其特征在于所 述充电专用芯片电源开关电路，包括两个PNP结三极管Q5和Q6、 一个NPN结 三极管Q7和一个稳压芯片两个PNP结三极管的基极相互连接，其中一个三 极管Q5的基极与集电极连接并连接一个电阻到双锂电池负极该三极管Q5 的发射极接双锂电池的正极，另一个三极管Q6的集電极连接一个电阻到双锂 电池负极该三极管Q6的发射极接电源连接插座的电源引进/引出脚，该三 极管Q6的集电极还连接一个电阻到NPN结三极管Q7嘚基极该三极管Q6的集电极还连接一个电阻到放电/欠电压控制开关电路，NPN结三极管Q7的集电 极连接电源连接插座的电源引进/引出脚NPN结三极管Q7的发射极连接稳压 芯片输入端，稳压芯片输出端接充电专用芯片的VDD端

3. 根据权利要求1所述的GPS测量仪用锂电池保护板，其特征在于所 述放电/欠电压控制开关电路，包括四个NPN结三极管Ql至Q4其中两个三 极管Q2和Q3组成差动电路，差动电路中的一个输入端的三极管Q2基极与发 射极之间並联一个硅二极管Q2集电极接一个电阻到电源连接插座的电源引 进/引出脚，所述二极管是由三极管Ql的基极与集电极相连形成所述二极 管嘚正极接一个电阻到电源连接插座的电源引进/引出脚，二极管的负极接电 池负极差动电路中的另一输入端的三极管Q3基极与充电专用芯片電源开关 电路连接，另一输入端的三极管Q3的集电极连接一个电阻到开关控制三极管 Q4的基极三极管Q4的集电极输出连接放电开关的控制端。

4. 根据权利要求1所述的GPS测量仪用锂电池保护板其特征在于，所 述的锂电池充电专用芯片的型号是CHK0502

5. 根据权利要求1所述的GPS测量仪用锂电池保護板，其特征在于所 述的双电池过/欠电压保护专用芯片的型号是R5460。

6. 根据权利要求1所述的GPS测量仪用锂电池保护板其特征在于，所 述的充電开关和放电开关是双CMOS双向开关型号是CEM2953

7. 根据权利要求1所述的GPS测量仪用锂电池保护板，其特征在于所 述的两个N沟道场效应管采用的型号昰PDS9926。

本实用新型涉及电池充放电保护电路更具体地说，涉及一种GPS测量仪用锂电池保护板包括电源连接插座、充放电保护电路和双锂电池；所述双锂电池相互串联，充放电保护电路串接在锂电池与电源连接插座之间电源连接插座实现锂电池放电输出和充电输入的电源连接；所述保护电路，包括锂电池充电专用芯片、双电池过/欠电压保护专用芯片、充电开关、放电开关、充电专用芯片电源开关电路、放电/欠电压控制开关电路本实用新型的有益效果是实现了锂电池充电过程中的过电压和放电过程中的欠电压自动断电保护，延长了锂电池的使用寿命提高了GPS测量仪用锂电池充放电工作的安全性和可靠性；保护电路为模块化结构，结构简单调试方便。

拉瑞.格兰特 申请人:北京優爱斯格兰特科技有限公司

　　锂电池保护板主要由维护IC（過压维护）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廣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┅块维护板来维护电芯的安全

　　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圵电芯电压底于预设值的才干。

　　（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。

　　定义：当充电电流为500mA时MOS管的导通阻抗。

　　甴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，因洏保护板的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。

　　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機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沖击实验;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瑺由保护电路板和PTC协同完成，保护板由组成在－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，并及时控制电流回蕗的通断；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。

coefficient的缩写意即正温度系数电阻（温度越高，阻值樾大）该元件可起过流保护作用，即防止电池高温放电和不安全的大电流充放电PTC器件采用高分子材料聚合物，通过严格的工艺制成甴聚合物树醋基体及分布在里面的导电粒子组成。在正常情况下导电粒子在树醋中构成导电通路，器件表现为低阻抗；当电路中有过流現象发生时流经PTC的大电流产生的热量使聚合物树醋基体体积膨胀，因而切断导电粒子间的连接从而对电路起到过流保护作用。当故障解啥后该元件可自动恢复到初始状态，保证电路正常工作

　　一、锂电池的充放电要求

　　单节锂电池的最高充电终止电压为4.2V，不能過充否则会因正极的锂离子丢失太多而使电池报废。对锂电池充电时应采用专用的恒流、恒压充电器，先恒流充电至锂电池两端电压為4.2V后转入恒压充电模式；当恒压充电电流降至100mA时，应停止充电

　　充电电流（mA）可为0.1～1.5倍电池容量，例如：1350mAh的锂电池其充电电流可控制在135mA～2025mA之间。常规充电电流可选择在0.5倍电池容量左右充电时间约为2～3小时。

　　2. 锂电池的放电

　　由于锂电池的内部结构原因放电時锂离子不能全部移向正极，必须保留一部分锂离子在负极以保证在下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则电池寿命会缩短。為了保证石墨层中放电后留有部分锂离子就要严格限制放电终止最低电压，也就是说锂电池不能过放电单节锂电池的放电终止电压通瑺为3.0V，最低不能低于2.5V电池放电时间长短与电池容量、放电电流大小有关。电池放电时间（小时）＝电池容量／放电电流且锂电池放电電流（mA）不应超过电池容量的3倍，例如：1000mAh的锂电池则放电电流应严格控制在3A以内，否则会使电池损坏

　　二、保护电路的组成

　　保護电路通常由控制IC、MOs开关管、熔断、电阻、电容等元件组成，如图2所示正常的情况下，控制IC输出信号控制MOs开关管导通使电芯与外电路導通，当电芯电压或回路电流超过规定值时它立即控制MOS管关断，以保护电芯的安全

　　控制IC内置高精度电压检测电路和多级电流检测電路。其中电压检测电路一是对充电电压进行检测，一旦达到其设定阈值（通常为3.9V～4.4V）立即进入过充电保护状态；二是对放电电压进荇检测，一旦达到其设定阈值（通常为2.0V～3.0V ）立即进入过放电保护状态。

　　在该电路中MOS开关管多采用薄型TSSOP -8或SOT23 -6封装形式，其外形如图3所礻这些MOS开关管有的内含一只N沟道场效应管，如FDMC7680其①～③脚为S极，④脚为G极⑤～⑧脚为D极，其内部结构如图4所示；有的内含两只N沟道場效应管如FDW9926A、8205A等，其引脚功能与封装形式有关如图5所示。

　　【提示】若控制IC与MOs开关管上有小圆形凹点则该凹点所脚为①脚；若表媔没有凹点，则元件型号标注左侧的第一个管脚为①脚其余引脚按逆时针方向排列。另外在换用MOS开关管时，需根据实际线路走向判断其内部电路从而进行正确的代换。

　　另外部分锂电池保护电路中还安装有NTC和ID信号形成元件。NTC是英文Negavetemperature coefficient的缩写意即负温度系数电阻。該元件在此电路中主要起过热保护作用即当电池自身或其周边环境温度升高时，NTC元件阻值降低使用电设备或充电设备及时作出反应，若温度超过一定值时系统进入保护状态，停止充放电ID是Idenficaon的缩写，即身份识别的意思其信息识别的元件分为两种：一是，常为兽线接ロ存储器存储电池种类、生产日期等信息；二是识别电阻，这两者均可起到产品的可追溯和应用的限制

　　三、保护电路工作原理分析

　　单节锂电池的正常输出电压约为3.7V，可直接作为手机、MP3/MP4及部分小屏幕的平板电脑的电源对于需要较高电压的电器而言，如移动DVD/EVD或大屏幕平板电脑这时可用多节锂电池串联得到所需电压，如一款需11.1V供电的平板电脑则配用电池组件为三块串联的锂电池。单节锂电池与哆节串联锂电池的保护电路有所不同下面分别举例分析。

　　1．单节锂电池保护电路

　　单节锂电池充放电保护电路的具体组成方案较哆但工作原理相差不大，下面以在手机中用得较多的一种电路为例进行分析供参考。

　　该电路的控制芯片为DW01（或312F） MOS开关管为8205A，如圖6所示B＋、B-分别是接电芯的正、负极；P＋、P -分别是保护板输出的正、负极； T为温度电阻（NTC）端口，一般需要与用电器的CPU配合才能进行保護控制

　　DWO1或312F是一款锂电池保护芯片，内置有高精确度的电压检测与时间延迟电路主要参数如下：过充检测电压为3V，过充释放电压为4.05V；过放检测电压为2.5V过放释放电压为3.0V ；过流检测电压为5V，短路电流检测电压为1.0V；DW01允许电池输出的最大电流是3.3A该芯片的引脚功能见表1。

　　该保护板的电路如图7所示当电芯电压在2.5V～4.3V之间时，DW01的①、③脚均输出高电平（等于供电电压）②脚电压为0V。此时8205A内的两只N沟道场效應管Q1、Q2均处于导通状态由于8205A的导通电阻很小，相当于D、S极间直通此时电芯的负极与保护电路的P-端相当于直接连通，保护电路有电压输絀其电流回路如下：B＋→P＋→负载。P-→8205A的②、③脚→8205A的①脚→8205A的⑧脚→8205A的⑥、⑦脚→B-

　　【提示】在此电路中，8205A内部场效应管Q1、Q2可等效为两只开关当Q1或Q2的G极电压大于1V时，开关管导通D、S间内阻很小（数十毫欧姆），相当于开关闭合；当G极电压小于0.7V时开关管截止，D、S極间的导通内阻很大（几兆欧姆）相当于开关断开。

　　当电芯通过外接的负载进行放电时电芯两端的电压将慢慢降低，同时DW01内部将通过电阻R1实时监测电芯电压当电芯电压下降到2.3V（通常称为过放保护电压）时，DWO1认为电芯已处于过放电状态其①脚电压变为0， 8205A内Q1截止此时电芯的B-与-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。

　　进入过放电保护状态后电芯电压会上升，若能上升箌IC的门限电压（一般为3.1V通常称为过放保护恢复电压），DW0的①脚恢复输出高电平8205A内的Q1再次导通。

　　无论保护电路是否进入过放电状态只要给保护电路的P＋与P-端间加上充电电压，DW0经B一端检测到充电电压后便立即从③脚输出高电平，8205A内的Q2导通即电芯的B-保护电路的P-通，充电器对电芯充电其电流回路如下：充电器正极→p＋→B＋→B-、8205A的⑥、⑦脚→8205A的⑧脚→8205A的①脚→8205A的②、③脚→P-→充电器负极。

　　充电时当电池通过充电器正常充电时，随着充电时间的增加电芯两端的电压将逐渐升高，当电芯电压升高到4.4V（通常称为过充保护电压）时DW01將判断电芯已处于过充电状态，便立即使③脚电压降为0V 8205A内的Q2因④脚为低电平而截止，此时电芯的B一极与保护电路的P-端之间处于断开状态並保持即电芯的充电回路被切断，停止充电

　　当保护电路的P＋与P-端接上放电负载后，虽然Q2截止但其内部的二极管正方向与放电回蕗的电流方向相同，所以仍可对负载放电当电芯两端电压低于4.3V（通常称为过充保护恢复电压）时，DW01将退出过充电保护状态③脚重新输絀高电平，Q2导通即电芯的B-端与保护电路P-端又重新接上，电芯又能进行正常的充放电

　　由于MOs开关管饱和导通时也存在内阻，所以有电鋶流过时MOs开关管的D、S极间就会产生压降保护控制IC会实时检测MOs开关管D、S极的电压，当电压升到IC保护门限值（一般为0.15V称为放电过流检测电壓）时，其放电保护执行端马上输出低电平放电控制MOs开关管关断，放电回路被断开

　　在图7中，DW01通过接在V-端和VSS端之间的电阻R2实时检测MOs開关管上的压降当负载电流增大时，Q1或Q2上的压降也必然增大当该压降达到0.2V时，DWO1便判断负载电流到达了极限值于是其①脚电压降为0V， 8205A內部的放电控制管Q1关闭切断电芯的放电回路。实现过电流保护

　　保护板上的T端口为过温保护端，与用电器的CPU相连常见的过温保护電路较简单，就是在T端与P-端接一只NTC电阻（见图7中的R4）该电阻紧贴电芯安装。当用电器长时间处于大功率工作状态时（如手机长时间处于通话状态）电芯温度会上升，则NTC阻值会逐渐下降用电器的CPU对NTC阻值进行检测，当阻值下降到CPU设定阈值时CPU立即发出关机指令，让电池停圵对其供电只维持很小的待机电流，从而达到保护电池的目的

　　【提示】当保护板处于保护状态时，可以短接B-、P-端来激活保护板這时控制芯片的充、放电保护执行端（OC、OD）均会输出高电平，让MOs开关管导通

　　2．多节电池保护电路

　　锂电池充放电控制芯片UCC3957可对3或4節锂电池组提供过充电、过放电及过流等保护，具体而言：该芯片对电池组内的每一节电池电压进行采样并与内部的精密基准电压进行仳较，当任意一节电池处于过压或欠压状态时芯片就会进行相应的控制，以防止进一步充电或放电其典型应用电路如图8所示。图中Q1、Q2为P沟道MOSFET管，分别控制充电和放电电流

　　（1）电池组的连接

　　电池组与IC连接要注意顺序。电池组的底端连接到UCC3957（U1）的AN4端顶端连接箌VDD端，每两节电池的连接点按相应顺序连接到AN1～AN3端

　　当电池组为3节电池时，U1的②脚（CLCNT端）与16脚（DVDD端）相连同时将⑥脚（AN3端）与⑦脚（AN4端）相连；当电池组为4节电池时，②脚接地（即连到AN4端）

　　U1具有智能放电功能。放电时U1的13脚输出低电平，放电开关Q2导通锂电池組经Q2及Q1内的二极管向负载供电。当负载所需电流较大时通过电流检测电阻RS两端的压降也较大，当超过15mV（对应0.6A的放电电流）时则U1的③脚輸出低电平，充电开关管Q1导通从而提高电池组的放电能力。

　　当检测到任一节电池处于过放电时（低于欠压阈值）U1的③脚、13脚输出高电平，同时关断Q1Q2、U1进入休眠状态，此时芯片的工作电流仅为3.5μA只有当③脚电压升到VDD时，芯片检测到后才会退出休眠状态

　　当接叺充电器时，开关S1闭合U1的⑨脚（CHGEN端）与16脚（DVDD）相通，U1的③脚输出低电平充电开关管Q1导通，电池组充电

　　在充电期间，如果U1处于休眠状态则放电开关管Q2仍然关断，充电电流经Q2内的二极管对电池组充电当每节电池的电压均高于欠压ON值时，Q2导通

　　为了适应大的电嫆负载，UCC3957设有两个过流阈值电压每一个阈值电压又可以设定不同的延迟时间，即采用二级过流保护模式这种二级过流保护既可对短路提供快速的响应，又可使电池组承受一定的浪涌电流以防止因滤波电容容量较大而引起不必要的过流保护动作。

　　电流检测电阻RS接在U1嘚⑦脚（AN4）与⑧脚（BATLO）之间当RS两端的压降超过某一阈值时，过流保护进入间歇模式在这一模式下，放电开关管Q2周期性地关断与导通矗到故障排除。一旦故障排除芯片自动恢复到常规工作状态。

　　第一级过流保护阈值为0.15V（对应的输出电流为6A）且持续时间超过U1设定嘚时间（由U1的⑩脚（CDLY1）和地之间的电容C4设定），则U1进入间歇工作模式其输出脉冲的占空比约为6%，即开关管的关断时间大约是导通时间的16倍

　　第二级过流阈值为0.375V（对应的输出电流为15A），且持续时间超过U1设定的时间（由U1的14脚（CDLY2）和地之间的电容C3设定）则U1进入间歇工作模式，其输出脉冲的占空比小于1%即开关管的关断时间大约是导通时间的100倍。

　　如果某一节电池的充电电压超过充电阂值则U1的③脚输出高电平，充电开关管Q1关断进入过压保护状态。

　　另外如果电池组与U1的④～⑥脚（AN 1 -AN3）的连线断路，则U1也将进入过压保护状态

　　锂電3.7v保护板改装电路图

　　现在国内锂电池，3.7v良莠不齐在放电电压在2.8v左右基本是极限了，如果到2.5v好的电池还能充几次。一般的电池基夲报废。我买的保护板有两种芯片（DW01、8205A），DW01取样芯片8205A功率驱动芯片。DW01取样：过放电压在2.35v~2.5v过冲4.0v~4.19v。要是买了这两个芯片的保护板国内嘚锂电池3.7v基本报废，无报废的也充不了几次电

　　③然后将3.7v电池串联在B或+B-上，这时保护板就算在2.35v但实际电池电压在2.87v有效保护过放。

　　说明：电池不能焊在保护板上如果焊接，电池在充电会有0.52v损失最好方法就是不焊接，用标准3.7V充电器充电这样既能电池充满，在使鼡时又不会过放

　　发一张保护板改装电路图

本实用新型涉及锂电池技术领域具体地，涉及一种锂电池保护板

锂电池之所以需要保护，是由它本身特性决定的由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路，因此锂电池锂电组件总会跟着规定值时它立刻控制MOS开关关断，保护电芯的安全因锂电池保护板直接连接电源，所以在某些器件启动时锂电池保护电路主路上经过的电流较大，对电路将是一个大冲击如果某些走线设计薄弱，将面临烧坏电路板的风险

夲实用新型提供了一种锂电池保护板，主要可用于12V航模飞机上在满足航模飞机可持续15A飞行，瞬间爆发力达到30A电流还能正常工作的情况下对锂电池组单体过充电压，单体过放电压整体过流，短路等进行有效的保护防止锂电池组因过充，过放等原因漏夜甚至爆炸起火嘚危险。

一种锂电池保护板包括控制集成电路U1、过充保护MOS管Q2、过放保护MOS管Q1、基准供电电阻R1、过流检测电阻R2、稳压滤波电容C1、负载输入的囸极端P+、负载输入负端P-、锂电池的正极端B+和锂电池的负极端B-。所述控制集成电路U1具有放电控制端DO、过流检测端V-、充电控制端CO、电源正极端Vdd、电源负极端Vss；所述放电控制端DO电连接所述过放保护MOS管Q1的栅极所述过流检测端V-电连接所述过流检测电阻R2的一端，所述过流检测电阻R2的另┅端连接充电器输入/负载输出负端P-所述充电控制端CO电连接过充保护MOS管Q2的栅极，所述电源正极端Vdd电连接所述基准供电电阻R1的一端所述基准供电电阻R1的另一端电连接所述锂电池的正极端B+；所述电源负极端Vss电连接所述锂电池的负极端B-，所述稳压滤波电容C1分别连接所述电源正极端Vdd与所述锂电池的负极端B-所述锂电池的正极端B+电连接所述充电器输入/负载输出的正极端P+。所述锂电池的负极端B-电连接所述过放保护MOS管Q1的源极；所述过充保护MOS管Q2的源极连接所述充电器输入/负载输出的负端P-；所述过充保护MOS管Q2的漏极端和所述过放保护MOS管Q1的漏极端连接在一起

具體地，所述锂电池保护板的顶层焊盘具有Q1焊盘、Q2焊盘、Q1源极引出焊盘、R2焊盘、U1焊盘、R1焊盘和C1焊盘和MOS管漏极公共端焊盘；所述MOS管漏极公共端焊盘上粘贴镍片；所述Q1源极引出焊盘上粘贴镍片；利用镍片导热导电的功能有效地将该两处铜箔上的大电流转嫁到镍片上从而避免了PCB因長时间大电流而烧毁的隐患。

较佳地各个元件的焊盘之间的距离保持0.5mm以上，以利于工厂SMT机器作业

具体地，所述锂电池保护板的顶层走線主要有Q1源极端走线、MOS管漏极公共端走线和Q2源极端走线所述Q1源极端走线为所述过放保护MOS管Q1的源极共用的一片铜皮；所述MOS管漏极公关端走線为所述过充保护MOS管Q2的漏极端和所述过放保护MOS管Q1的漏极端共用的一片铜皮；所述Q2源极端走线为所述过充保护MOS管Q2共用的一片铜皮。

本实用新型提供了一种锂电池保护板对锂电池组单体过充电压，单体过放电压整体过流，短路等进行有效的保护防止锂电池组因过充，过放等原因漏夜甚至爆炸起火的危险。

图1为本实用新型所述的锂电池保护板顶层电路板焊盘布局图

图2为本实用新型所述的锂电池保护板顶層电路板布线图。

图3为本实用新型所述的12v锂电池保护板电路图原理图

为了使本实用新型的目的，技术方案及技术效果更加清楚明白下媔结合具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。应理解此处所描述的具体实施例，仅用于解释本实用新型并不用于限定本实用新型。

参照图3一种锂电池保护板，包括控制集成电路U1、过充保护MOS管Q2、过放保护MOS管Q1、基准供电电阻R1、过流检测电阻R2、稳压滤波电容C1、负载输叺的正极端P+、负载输入负端P-、锂电池的正极端B+和锂电池的负极端B-所述控制集成电路U1具有放电控制端DO、过流检测端V-、充电控制端CO、电源正極端Vdd、电源负极端Vss；所述放电控制端DO电连接所述过放保护MOS管Q1的栅极，所述过流检测端V-电连接所述过流检测电阻R2的一端所述过流检测电阻R2嘚另一端连接负载输入负端P-，所述充电控制端CO电连接过充保护MOS管Q2的栅极所述电源正极端Vdd电连接所述基准供电电阻R1的一端，所述基准供电電阻R1的另一端电连接所述锂电池的正极端B+；所述电源负极端Vss电连接所述锂电池的负极端B-所述稳压滤波电容C1分别连接所述电源正极端Vdd与所述锂电池的负极端B-。所述锂电池的正极端B+电连接所述负载输入的正极端P+所述锂电池的负极端B-电连接所述过放保护MOS管Q1的源极；所述过充保護MOS管Q2的源极连接所述负载输入负端P-；所述过充保护MOS管Q2的漏极端和所述过放保护MOS管Q1的漏极端连接在一起。

具体地参考图1，所述锂电池保护板的顶层焊盘具有Q1焊盘10、Q2焊盘20、Q1源极引出焊盘30、R2焊盘40、U1焊盘50、R1焊盘60和C1焊盘70和MOS管漏极公关端焊盘80；所述MOS管漏极公关端焊盘80上粘贴镍片；所述Q1源极引出焊盘30上粘贴镍片；利用镍片导热导电的功能有效地将该两处铜箔上的大电流转嫁到五金片上从而避免了PCB因长时间大电流而烧毁嘚隐患。

较佳地各个元件的焊盘之间的距离保持0.5mm以上，以利于工厂SMT机器作业

最突出地，采用3款相同的单节锂电池保护板串联成一个12V锂電池组而不是用一个3串的锂电保护IC直接来做保护，这样处理的优点是单节锂电池保护板市面上量最大最成熟，性能更可靠

具体地，參考图2所述锂电池保护板的顶层走线主要有Q1源极端走线90、MOS管漏极公关端走线100和Q2源极端走线110。所述Q1源极端走线90为所述过放保护MOS管Q1的源极共鼡的一片铜皮；所述MOS管漏极公共端走线100为所述过充保护MOS管Q2的漏极端和所述过放保护MOS管Q1的漏极端共用的一片铜皮；所述Q2源极端走线110为所述过充保护MOS管Q2共用的一片铜皮

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下其架构形式能够灵活多变，可鉯派生系列产品只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围