18650电池有电压保护板吗?
一、18650电池有电压保护板吗?
常见18650电池根据内部介质不同,分为三元锂电池和磷酸铁锂电池;根据外形不同,范围平头和尖头两种。应该说常见18650电池都没有电压保护板,只有防爆设计。这是因为大部分18650单体电池,都是用来组合电池组,然后根据电池组参数选择保护板。
二、18650电池保护板有啥用?
18650锂电池,带电池保护板与不带保护板,区别如下: 1、不带板的电芯是65mm高度,加板的是69-71mm。 2、放电到2.0V,如果电池到了2.4V就不放电了,说明有保护板。 3、将正负级碰一下,如果持续10秒后电池无任何反映表示带有保护板,电池发烫的话就是没有保护板。 注意:第三点测试,不是专业人员,千万不能这样实验,因为可能会引起威力很大的爆炸,造成不可挽回的人身危害,特别是遇到那些劣质电池。
三、18650电池保护板原理?
锂离子电池(可充型)之所以要保护,是由它本身特性决定的。由于锂离子电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,因此锂离子电池锂电组件总会跟着一块精致的保护板和一片电流保险器出现。
锂离子电池的保护功能通常由保护电路板和PTC等电流器件协同完成,保护板是由电子电路组成,在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流,及时控制电流回路的通断;PTC在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。
普通锂离子电池保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件FUSE、PTC、NTC、ID、存储器等。其中控制IC,在一切正常的情况下控制MOS开关导通,使电芯与外电路导通,而当电芯电压或回路电流超过规定值时,它立刻控制MOS开关关断,保护电芯的安全。
在保护板正常的情况下,Vdd为高电平,Vss,VM为低电平,DO、CO为高电平,当Vdd,Vss,VM任何一项参数变换时,DO或CO端的电平将发生变化。
1、过充电检出电压:在通常状态下,Vdd逐渐提升至CO端由高电平变为低电平时VDD-VSS间电压。
2、过充电解除电压:在充电状态下,Vdd逐渐降低至CO端由低电平变为高电平时VDD-VSS间电压。
3、过放电检出电压:通常状态下,Vdd逐渐降低至DO端由高电平变为低电平时VDD-VSS间电压。
4、过放电解除电压:在过放电状态下,Vdd逐渐上升到DO端由低电平变为高电平时VDD-VSS间电压。
5、过电流1检出电压:在通常状态下,VM逐渐升至DO由高电平变为低电平时VM-VSS间电压。
6、过电流2检出电压:在通常状态下,VM从OV起以1ms以上4ms以下的速度升到DO端由高电平变为低电平时VM-VSS间电压。
7、负载短路检出电压:在通常状态下,VM以OV起以1μS以上50μS以下的速度升至DO端由高电平变为低电平时VM-VSS间电压。
8、充电器检出电压:在过放电状态下,VM以OV逐渐下降至DO由低电平变为变为高电平时VM-VSS间电压。
9、通常工作时消耗电流:在通常状态下,流以VDD端子的电流(IDD)即为通常工作时消耗电流。
10、过放电消耗电流:在放电状态下,流经VDD端子的电流(IDD)即为过流放电消耗电流。
通常状态:电池电压在过放电检出电压以上(2.75V以上),过充电检出电压以下(4.3V以下),VM端子的电压在充电器检出电压以上,在过电流/检出电压以下(OV)的情况下,IC通过监视连接在VDD-VSS间的电压差及VM-VSS间的电压差而控制MOS管,DO、CO端都为高电平,MOS管处导通状态,这时可以自由的充电和放电;
当电池被充电使电压超过设定值VC(4.25-4.35V)后,VD1翻转使Cout变为低电平,T1截止,充电停止,当电池电压回落至VCR(3.8-4.1V)时,Cout变为高电平,T1导通充电继续,VCR小于VC一个定值,以防止电流频繁跳变。
当电池电压因放电而降低至设定值VD(2.3-2.5V)时,VD2翻转,以IC内部固定的短时间延时后,使Dout变为低电平,T2截止,放电停止。
当电路放电电流超过设定值或输出被短路时,过流、短路检测电路动作,使MOS管(T2)关断,电流截止。
该保护回路由两个MOSFET(T1、T2)和一个控制IC(N1)外加一些阻容元件构成。控制IC负责监测电池电压与回路电流,并控制两个MOSFET的栅极,MOSFET在电路中起开关用途,分别控制着充电回路与放电回路的导通与关断,C2为延时电容,该电路具有过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护功能,其工作原理分析如下:
1、正常状态
在正常状态下电路中N1的CO与DO脚都输出高电压,两个MOSFET都处于导通状态,电池可以自由地进行充电和放电,由于MOSFET的导通阻抗很小,通常小于30毫欧,因此其导通电阻对电路的性能影响很小。
此状态下保护电路的消耗电流为μA级,通常小于7μA。
2、过充电保护
锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压,在充电初期,为恒流充电,随着充电过程,电压会上升到4.2V(根据正极材料不同,有的电池要求恒压值为4.1V),转为恒压充电,直至电流越来越小。
电池在被充电过程中,假如充电器电路失去控制,会使电池电压超过4.2V后继续恒流充电,此时电池电压仍会继续上升,当电池电压被充电至超过4.3V时,电池的化学副反应将加剧,会导致电池损坏或出现安全问题。
在带有保护电路的电池中,当控制IC检测到电池电压达到4.28V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,其CO脚将由高电压转变为零电压,使T1由导通转为关断,从而切断了充电回路,使充电器无法再对电池进行充电,起到过充电保护用途。而此时由于T1自带的体二极管VD1的存在,电池可以通过该二极管对外部负载进行放电。
在控制IC检测到电池电压超过4.28V至发出关断T1信号之间,还有一段延时时间,该延时时间的长短由C2决定,通常设为1秒左右,以防止因干扰而造成误判断。
3、过放电保护
电池在对外部负载放电过程中,其电压会随着放电过程逐渐降低,当电池电压降至2.5V时,其容量已被完全放光,此时假如让电池继续对负载放电,将造成电池的永久性损坏。
在电池放电过程中,当控制IC检测到电池电压低于2.3V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,其DO脚将由高电压转变为零电压,使T2由导通转为关断,从而切断了放电回路,使电池无法再对负载进行放电,起到过放电保护用途。而此时由于T2自带的体二极管VD2的存在,充电器可以通过该二极管对电池进行充电。
由于在过放电保护状态下电池电压不能再降低,因此要求保护电路的消耗电流极小,此时控制IC会进入低功耗状态,整个保护电路耗电会小于0.1μA。在控制IC检测到电池电压低于2.3V至发出关断T2信号之间,也有一段延时时间,该延时时间的长短由C2决定,通常设为100毫秒左右,以防止因干扰而造成误判断。
4、过电流保护
由于锂离子电池的化学特性,电池生产厂家规定了其放电电流最大不能超过2C(C=电池容量/小时),当电池超过2C电流放电时,将会导致电池的永久性损坏或出现安全问题。
电池在对负载正常放电过程中,放电电流在经过串联的2个MOSFET时,由于MOSFET的导通阻抗,会在其两端出现一个电压,该电压值U=I*RDS*2,RDS为单个MOSFET导通阻抗,控制IC上的V-脚对该电压值进行检测,若负载因某种原因导致异常,使回路电流增大,当回路电流大到使U>0.1V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,其DO脚将由高电压转变为零电压,使T2由导通转为关断,从而切断了放电回路,使回路中电流为零,起到过电流保护用途。
在控制IC检测到过电流发生至发出关断T2信号之间,也有一段延时时间,该延时时间的长短由C2决定,通常为13毫秒左右,以防止因干扰而造成误判断。
在上述控制过程中可知,其过电流检测值大小不仅取决于控制IC的控制值,还取决于MOSFET的导通阻抗,当MOSFET导通阻抗越大时,对同样的控制IC,其过电流保护值越小。
5、短路保护
电池在对负载放电过程中,若回路电流大到使U>0.9V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,控制IC则判断为负载短路,其DO脚将迅速由高电压转变为零电压,使T2由导通转为关断,从而切断放电回路,起到短路保护用途。短路保护的延时时间极短,通常小于7微秒。其工作原理与过电流保护类似,只是判断方法不同,保护延时时间也不相同。
四、18650电池不带保护板有啥后果?
会造成锂电池过充电或者过放电,严重影响使用寿命。
18650锂电池组成电池组,不管是并联还是串联组成电池组都是需要接保护板的,锂电池能量密度高,充电速度快,重量轻等优点是的应用市场广泛,但是锂电池不能过充电也不能过放电,否则严重影响使用寿命。所以锂电池都是需要接保护板使用的。
五、18650电池保护板怎么选择?
确定电池组的总电压是多少伏。比如12V、24V、36V还是48V等等。 2.确定电池组的材料体系,是磷酸铁锂电池还是锰酸锂电池(三元电池)。为什么要先确定以上两点呢?因为材料体系不同,单体电池的电压不同。酸铁锂充满电单体电压一般在3.65V,而锰酸锂和三元电池充满电单体电压一般为4.2V。就是说在电池组电压相同的情况下,两种不同材料体系的电池组串数是不同的。保护板保护的参数也是不一样的。是不是确定了以上两点就行了呢?当然不是。 3.确定电池组容量。根据负载情况估算放电电流。确定保护板放电过载保护参数。 4.确定电池组充电电流及保护板充电过流保护参数。 5.确定保护板充放电是同口还是分口。所谓同口就是充电和放电都是用的一个插口。分口就是充电和放电各有插口,要选用不同形状的插座以免混淆插错。 根据以上几点就可以选配到你满意的锂电池保护板了。
六、18650电池如何加保护板?
1、18650串联后怎么接保护板18650锂电池组是有多个18650电芯通过串联和并联的方式焊接组装成的;
2、18650锂电池组需要电池保护板对个个18650电芯进行均衡和保护;
3、18650锂电池组每个电芯之间的电压误差要在10毫伏以内,容量差和内阻差也要越小也好;
4、18650锂电池组每个电芯的电压有两种常规电压,一种是常规锂离子电池的电压3.7V,一种是磷酸铁锂电池3.2V;
5、18650锂电池组组装使用的电芯必须是同种类属性的,同时不能新旧电芯一起混用,最好是同批次生产的电芯;
七、18650电池带保护板吗?
18650锂电池,带电池保护板与不带保护板,区别如下: 1、不带板的电芯是65mm高度,加板的是69-71mm。 2、放电到2.0V,如果电池到了2.4V就不放电了,说明有保护板。 3、将正负级碰一下,如果持续10秒后电池无任何反映表示带有保护板,电池发烫的话就是没有保护板。 注意:第三点测试,不是专业人员,千万不能这样实验,因为可能会引起威力很大的爆炸,造成不可挽回的人身危害,特别是遇到那些劣质电池。
八、18650电池保护板怎么选?
选择合适的18650电池保护板需要考虑以下几个因素:
电池容量:首先需要确定电池的容量,因为保护板需要满足电池的充放电要求,以及在电池出现过放电、过充电、过流等情况下提供保护。根据电池容量选择合适的保护板,一般来说,容量越大,需要选择更高电压的保护板。
电池类型:不同类型的电池需要选择不同的保护板。例如,锂离子电池需要选择3.6V或4.2V的保护板,而锂聚合物电池需要选择3.7V或4.5V的保护板。
过充过放保护能力:保护板需要具备过充过放保护能力,以保护电池不受损坏。对于锂离子电池,一般需要选择能够承受2倍额定电压的保护板。
工作电压范围:保护板需要能够在适当的电压范围内工作,以确保正常的充放电功能。一般来说,保护板的工作电压范围应该比电池的额定电压高一些,以确保在使用过程中不会出现过度放电或充电的情况。
安全性:选择保护板时需要注意其是否具有安全性,例如是否有过温、过压、短路等保护功能。此外,还需要注意保护板的材质是否环保、制造工艺是否先进等因素。
综上所述,选择合适的18650电池保护板需要根据电池类型、容量、过充过放保护能力、工作电压范围和安全性等因素进行考虑。建议选择3.6V或4.2V的保护板,并根据实际需求选择合适的过充过放保护能力和工作电压范围。
九、18650电池安装保护板有什么作用呢?
带保护板的可以防止过放和过充,但是长度和直径会有所增加。适合无低电量提醒(关断)的手电,两节以上串联使用的手电,防止其中部分电池因一致性不好而过放损坏。适合新手使用。
(部分手电因设计初尺寸考虑不足,可能无法使用带保护电池。) 不带保护的适合绝大多数手电,不过新手慎用,避免过充过放导致电池损坏或造成爆炸危险。强调下,不是带了保护板就说明电池安全了。
十、18650保护板电池输出多少伏?
18650锂电池没有保护板,输出电压4.2伏。