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几种7S锂离子电池保护电路分析

在锂离子电池保护IC产品中,目前最多只有做到4节串联的,因此不少工程师在设计大于4节的锂离子电池保护电路时,会感到资料太少,或缺少现成的产品电路可以研发.
本人在这两年中共接触到四、五种其它公司研发的7节锂离子电池串联保护电路,在这里利用业余时间,一种一种画出来供给大家参考,使工程师免走弯路.
下图是第一种的原理图
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1141975921.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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azhu
LV.8
2
2006-03-10 15:38
上面的这个电路是一家外国公司所研发的早期版本的7节串联锂离子电池保护电路.电路的保护功能较为可靠,并带有简单的充电平衡电路.
但该电路有较大的缺点:7S中的电芯耗电不均衡,低几节的电芯静态耗电过大.
小缺点也有一些:电路稍显复杂,难以扩展,成本也没有做到较低.
但是作为早期的7S保护电路产品,它的保护功能是完全实现了,具有过充电,过放电和过流及短路保护功能.也有简单的充电平衡功能.
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azhu
LV.8
3
2006-03-10 15:45
下图是这个电路对应的电路板,板上有颗芯片LM339烧毁.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1141976898.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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azhu
LV.8
4
2006-03-10 16:01
下图是又一家外国公司所设计的7S锂离子电池保护电路.
从电路图上可以看出,它的电路已经比第一种中的电路简洁,成本也略为降低,保护功能也能完全实现.
其缺点是:成本仍然较高.保护开关置于电芯中间部位,生产组装与批量生产时的测试都会较麻烦.

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1141977679.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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azhu
LV.8
5
2006-03-10 16:10
上面两种电路的共同点是:
都是用2节4S锂离子电池保护IC(MM1414或S-8254)构成一个7S的锂离子电池保护电路.这种电路结构目前仍然有厂家在使用.
但这种电路结构较难扩展,受保护IC本身限制.比如,如果想要一个5S的保护电路,这种电路结构就是无法实现的.
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shundetkd
LV.5
6
2006-03-10 18:05
@azhu
上面两种电路的共同点是:都是用2节4S锂离子电池保护IC(MM1414或S-8254)构成一个7S的锂离子电池保护电路.这种电路结构目前仍然有厂家在使用.但这种电路结构较难扩展,受保护IC本身限制.比如,如果想要一个5S的保护电路,这种电路结构就是无法实现的.
不错不错,给你来个好评.
O2准备推出适合动力电池的多串电池的IC,应该可以补充下现行的电路了.大于4串的锂电池电路板关键已经不是在于保护性能,是电芯之间的均衡问题了.
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馒头帮
LV.4
7
2006-03-10 21:54
@shundetkd
不错不错,给你来个好评.O2准备推出适合动力电池的多串电池的IC,应该可以补充下现行的电路了.大于4串的锂电池电路板关键已经不是在于保护性能,是电芯之间的均衡问题了.
顶一顶!据了解,这单颗ic可以解决5串以上,某串以下的动力电池的,
保护,均衡,gas gauge的功能,如果客户需要还可以增加uP,实现更
精准的gas gauge 已经其他一些丰富的扩展功能.前景非常不错,
网友们共同期待吧!
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oceanb
LV.6
8
2006-03-11 13:55
@azhu
上面两种电路的共同点是:都是用2节4S锂离子电池保护IC(MM1414或S-8254)构成一个7S的锂离子电池保护电路.这种电路结构目前仍然有厂家在使用.但这种电路结构较难扩展,受保护IC本身限制.比如,如果想要一个5S的保护电路,这种电路结构就是无法实现的.
我听说还可以用单节锂电保护IC来做,用七棵单节加一MOS,但我没有做过...不知大哥你有否这样的电路.传上来给大家参考..我有一个六串的跟上面的有点类似,不过是用两个8253..
如果在做十串乃至更多串的话.有没有更好的方法..虽然说有的公司也说单片机来做..但我没有试过...不知道在保护方面和均衡方面有没有成功的例子..
欢迎大家讨论..
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azhu
LV.8
9
2006-03-11 19:26
@oceanb
我听说还可以用单节锂电保护IC来做,用七棵单节加一MOS,但我没有做过...不知大哥你有否这样的电路.传上来给大家参考..我有一个六串的跟上面的有点类似,不过是用两个8253..如果在做十串乃至更多串的话.有没有更好的方法..虽然说有的公司也说单片机来做..但我没有试过...不知道在保护方面和均衡方面有没有成功的例子..欢迎大家讨论..
这个主题的文章我还未整理完,其中就包括用单个保护IC构成的电路.
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oceanb
LV.6
10
2006-03-11 21:11
@azhu
这个主题的文章我还未整理完,其中就包括用单个保护IC构成的电路.
静候佳音....
UP
让更多人学习,并少走歪路....
有劳azhu.在这向你致敬.....
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xjh203
LV.5
11
2006-03-13 11:21
@oceanb
静候佳音....UP让更多人学习,并少走歪路....有劳azhu.在这向你致敬.....
不错,不错,学习中!
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LV.1
12
2006-03-13 18:15
@azhu
下图是又一家外国公司所设计的7S锂离子电池保护电路.从电路图上可以看出,它的电路已经比第一种中的电路简洁,成本也略为降低,保护功能也能完全实现.其缺点是:成本仍然较高.保护开关置于电芯中间部位,生产组装与批量生产时的测试都会较麻烦.[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1141977679.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
以上两个电路的最大问题是过流及短路时没有安全保证!
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azhu
LV.8
13
2006-03-14 08:39
下面这是第3种7S锂离子电池保护电路,是国内的一家公司所提供的,也是许多人所关注的用单个保护IC所构成的7S保护电路.
这个保护电路的特点是扩展性较好,成本也比较低,静态时功耗最小.另一个特点是第一次将充电回路与放电回路分离,这样在成本上会少一些,放电时的内阻也会更小一些.
该电路还有一个特点是,当过充电保护时,被过充电的那节电芯的耗电流会很大,具有一些平衡的功能.
不足之处是在过放电保护后的耗电反而会比静态略高.从图中可以看到,上半部分每个电芯的电路都是相同的,而且可以继续往上扩展到10节甚至13节.当然,更多节数时,要考虑MOSFET的耐压了.

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1142296764.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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raining
LV.3
14
2006-03-14 16:11
@azhu
下面这是第3种7S锂离子电池保护电路,是国内的一家公司所提供的,也是许多人所关注的用单个保护IC所构成的7S保护电路.这个保护电路的特点是扩展性较好,成本也比较低,静态时功耗最小.另一个特点是第一次将充电回路与放电回路分离,这样在成本上会少一些,放电时的内阻也会更小一些.该电路还有一个特点是,当过充电保护时,被过充电的那节电芯的耗电流会很大,具有一些平衡的功能.不足之处是在过放电保护后的耗电反而会比静态略高.从图中可以看到,上半部分每个电芯的电路都是相同的,而且可以继续往上扩展到10节甚至13节.当然,更多节数时,要考虑MOSFET的耐压了.[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1142296764.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
不错..顶一下先.
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xugeyuan
LV.2
15
2006-03-15 11:13
azhu:
    你好!谢谢你的努力,是了,能否告知我,你的联系方式?
我有点问题想请教你.谢谢.如果可以不妨把你的联系方式发到我的
邮箱,xugeyuan@sohu.com
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jimkpc
LV.5
16
2006-03-15 20:31
谢谢你, azhu.

请联系, szduj@126.com
0755-8606-9264
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oceanb
LV.6
17
2006-03-15 20:43
@azhu
下面这是第3种7S锂离子电池保护电路,是国内的一家公司所提供的,也是许多人所关注的用单个保护IC所构成的7S保护电路.这个保护电路的特点是扩展性较好,成本也比较低,静态时功耗最小.另一个特点是第一次将充电回路与放电回路分离,这样在成本上会少一些,放电时的内阻也会更小一些.该电路还有一个特点是,当过充电保护时,被过充电的那节电芯的耗电流会很大,具有一些平衡的功能.不足之处是在过放电保护后的耗电反而会比静态略高.从图中可以看到,上半部分每个电芯的电路都是相同的,而且可以继续往上扩展到10节甚至13节.当然,更多节数时,要考虑MOSFET的耐压了.[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1142296764.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
终于等到你这个电路了,仔细瞧瞧....
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lirongliang
LV.1
18
2006-03-16 12:59
@oceanb
我听说还可以用单节锂电保护IC来做,用七棵单节加一MOS,但我没有做过...不知大哥你有否这样的电路.传上来给大家参考..我有一个六串的跟上面的有点类似,不过是用两个8253..如果在做十串乃至更多串的话.有没有更好的方法..虽然说有的公司也说单片机来做..但我没有试过...不知道在保护方面和均衡方面有没有成功的例子..欢迎大家讨论..
可以利用单片机实现啊,可以实现7s,8s,10s啊,具有各种保护电路.
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oceanb
LV.6
19
2006-03-19 14:15
@azhu
下面这是第3种7S锂离子电池保护电路,是国内的一家公司所提供的,也是许多人所关注的用单个保护IC所构成的7S保护电路.这个保护电路的特点是扩展性较好,成本也比较低,静态时功耗最小.另一个特点是第一次将充电回路与放电回路分离,这样在成本上会少一些,放电时的内阻也会更小一些.该电路还有一个特点是,当过充电保护时,被过充电的那节电芯的耗电流会很大,具有一些平衡的功能.不足之处是在过放电保护后的耗电反而会比静态略高.从图中可以看到,上半部分每个电芯的电路都是相同的,而且可以继续往上扩展到10节甚至13节.当然,更多节数时,要考虑MOSFET的耐压了.[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1142296764.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
仔细看了好一段时间....不是很明白...下面的一块就不是很明白.那两个稳压管和MOS管的作用是干什么呢,由于看不是很清楚,只能这样说了,还有劳azhu讲解一下.如果不介意的话发到偶信箱里.oceanb@126.com
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power_s
LV.5
20
2006-03-22 09:31
@jimkpc
谢谢你,azhu.请联系,szduj@126.com0755-8606-9264
终于见到有关7串保护板的资料了, 我做7串保护板的时候早看到上面的资料就真的可以少走很多弯路了.
MC1414最大的缺点就是大电流过流和短路保护非常危险与FET搭配的RDS精度非常严格,尤其是大电流过流测试的时候, 另外一个最大的缺陷就是不能抗EMI干扰, 用在电台或通讯发射装置时会出现断电情况.
本人的7串保护板用的是UCC3957三/四串保护芯片做的,由于相关原因不能仔细说明,大家有不懂的地方可以发信息问我下.
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learn_power
LV.3
21
2006-03-23 22:25
@azhu
下面这是第3种7S锂离子电池保护电路,是国内的一家公司所提供的,也是许多人所关注的用单个保护IC所构成的7S保护电路.这个保护电路的特点是扩展性较好,成本也比较低,静态时功耗最小.另一个特点是第一次将充电回路与放电回路分离,这样在成本上会少一些,放电时的内阻也会更小一些.该电路还有一个特点是,当过充电保护时,被过充电的那节电芯的耗电流会很大,具有一些平衡的功能.不足之处是在过放电保护后的耗电反而会比静态略高.从图中可以看到,上半部分每个电芯的电路都是相同的,而且可以继续往上扩展到10节甚至13节.当然,更多节数时,要考虑MOSFET的耐压了.[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1142296764.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
请问有谁知道上面312的IC 资料吗.具体型号是什么
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ryanzhoug
LV.5
22
2006-03-24 08:55
@azhu
下面这是第3种7S锂离子电池保护电路,是国内的一家公司所提供的,也是许多人所关注的用单个保护IC所构成的7S保护电路.这个保护电路的特点是扩展性较好,成本也比较低,静态时功耗最小.另一个特点是第一次将充电回路与放电回路分离,这样在成本上会少一些,放电时的内阻也会更小一些.该电路还有一个特点是,当过充电保护时,被过充电的那节电芯的耗电流会很大,具有一些平衡的功能.不足之处是在过放电保护后的耗电反而会比静态略高.从图中可以看到,上半部分每个电芯的电路都是相同的,而且可以继续往上扩展到10节甚至13节.当然,更多节数时,要考虑MOSFET的耐压了.[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1142296764.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
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mielum
LV.2
23
2006-03-25 11:41
有没有4CELL NIMH 电池的电路呀,3.2V保护.
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jewell
LV.1
24
2006-03-26 11:22
@mielum
有没有4CELLNIMH电池的电路呀,3.2V保护.
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ryanzhoug
LV.5
25
2006-03-28 17:05
@jewell
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dinker42308
LV.2
26
2006-03-29 14:35
疑问!

N2接的是3节,因此SEL端应该接地吧?
另外想了解三极管V8在过流过放保护中的作用!请高手指教!
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azhu
LV.8
27
2006-03-29 14:49
@dinker42308
疑问!N2接的是3节,因此SEL端应该接地吧?另外想了解三极管V8在过流过放保护中的作用!请高手指教!
图中画的确实有误,N2的SEL应接地.:)
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zzmws
LV.5
28
2006-04-01 14:24
@shundetkd
不错不错,给你来个好评.O2准备推出适合动力电池的多串电池的IC,应该可以补充下现行的电路了.大于4串的锂电池电路板关键已经不是在于保护性能,是电芯之间的均衡问题了.
呵呵!你知道O2准备推出的是什么产品么?有没有其他消息
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zzmws
LV.5
29
2006-04-01 14:26
有没有微电通导的GC1318+X3100的电路图,据说那个电路也还可以的
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azhu
LV.8
30
2006-04-01 19:27
@zzmws
有没有微电通导的GC1318+X3100的电路图,据说那个电路也还可以的
我本来要画的第4种电路就是微电通导的,可惜一直挤不出时间来.
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2006-04-01 22:29
@azhu
我本来要画的第4种电路就是微电通导的,可惜一直挤不出时间来.
以下有介绍此方法的原理.
1143902591.pdf

在不同的应用上例如笔记本,电动工具和电动自行车等,电路是会有所改变.需要以整体的方案要求来做软件和硬件的配合.
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