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保護版電路

鋰離子電池的保護措施
1. 防止過充電壓(Overcharge Voltage)
2. 防止過放電壓(Overdischarge Voltage)
3. 防止過電流(Over Current)
4. 防止短路(Short Circuit)
5. 防止電池的溫度過高
6. 防止電池內的壓力上升
 
為何鋰離電池需要有保護措施
  • 鋰離子電池的負極是碳粉或石墨，藉以儲存和釋放鋰離子，一旦有過電壓發生，鋰離子就轉化為鋰金屬，因鋰金屬的活性很強，可能因火花和其他原因而燃燒起來。
  • 電解液中使用可燃性的有機溶劑。因此，萬一發生充電器故障，又碰上過充電壓，電壓上升至 4.7V以上，鋰離子電池本身會因過熱而燃燒。
  • 為防止鋰離子電池深度放電和縮短電池使用的循環次數，所以另要有 "過放電壓"的防護措施。
 
鋰離子電池內的保護元件
  保護元件 功能 裝置場所
1 保護 IC + MOSFET 過充電壓，過放電壓和過電流防止。 (第一層保護) 保護電路板
2 電流保險絲(Current Fuse) 過充電壓和過電流。 (第一層保護) 保護電路板
3 溫度保險絲 (Thermal Fuse) 過充電壓和過電流。 (第一層保護) 保護電路板
電池溫度過高防止。 電池 PACK內
4 PTC開關 過電流和電池內溫度過高防止。 (最後一層) 電池芯內及電池 PACK內
5 Bimetal 開關 過電流和電池內溫度過高防止。 (最後一層) 電池 PACK內
6 安全閥 過充電壓、電池內溫度過高和壓力過高防止。 (最後一層) 電池芯內
7 保險絲功能的電阻器 (Fusing Resistor) 過充電壓和過電流防止。 (第二層保護) 保護電路板
 
電池之保電路模組
保護電路模組 (PCM) 是用來防止鋰電池發生過充電、過放電以及過電流故障。以下之 PCM 範例主要是適用於單鋰電池的應用。 PCM 會監測電池是否有發生過充電、過放電、過電流及短路異常，並適時地截止外部電路。
 
Model:SST-1S1P(example)
電器特性
    Typ. Max.
1 過充電偵測電壓 4.2 V 4.225
2 過放電偵測電壓 2.3 V 2.4V
3 過放電保護解除方式 3.0V 3.12V
4 過電流偵測電壓 200mV 226mV
5 過電流保護解除方式 Load condition
6 過充電保護延遲時間 2sec  
7 過放電保護延遲時間 10msec 15msec
8 過電流保護延遲時間 10msec 15msec
 
電器方塊圖
 
Protection Circuitry Module For Battery Pack
Symbol Pin description
B+ Positive terminal of cell
B- Negative terminal of cell
V+ Positive power supply input for charger
V- Negative power supply input for charger
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