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智能机器人锂电池保护板原理与功能

2018-05-29 14:09
        关于“智能机器人锂电池保护板原理与功能”文章
 
智能机器人现在已经普及了,像扫地机器人,儿童早教智能机器人等几乎每个家庭都有的,现代科技的发展不断优化了

我们的生活,普通繁琐的事情交给了机器人打理,让我们能节省更多的时间去做更多有意义的事情。说道机器人,不得

不说说里面的关键零部件“锂电池”,锂电池上面家挨炸UN关了一个保护板,它就是机器人的心脏而锂电池保护板就像是

一个管家,也可以叫做锂电池的“伴侣”。智能机器人锂电池需要保护板的介入并保护是因为锂电池内部的材料决定的,

锂电池不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,所以锂电池锂上面总会安装一块保护电路板。锂电池的化学反

应特性在锂电池正常充放电使用过程中,电芯内部的电能与化学能相互转化的化学正反应,在不正当的操作下对锂电池

长时间充电或者在没保护板的情况下过度充电、过放度电,会严重影响电池的容量比率和循环寿命,还有可能会导致锂

电池胀气鼓包,有一定的危险性。所以不管锂电池用在什么领域里面,它都需要配备一个保护板进行保护。
 
 

锂电池保护板的原理是怎样的呢?下面就来说一说
 
锂电池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。常见的普通保护板上的芯片一般都包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件FUSE、PTC、NTC、

ID、存储器等。其中IC是用来发出指令起到控制作用,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,IC立马发出指令使MOS开关关断,保护锂电池的安全,避免不正当的操作引起

的对锂电池的伤害。
 


普通的锂电池保护板都有哪些功能呢?
 
1、过充保护
 
首先是过充了才能起到保护作用?那么过充是在正常充电完毕后,继续高电压充电,使正极残余的锂离子继续向负极转

移,但负极无法嵌入更多锂离子,使锂离子在负极表面以金属锂析出,造成枝晶等现象,出现隔离膜破损、电池短路、

电解液泄露燃烧等危险。此时有锂电池上面有保护板的话,当锂电池过充时,控制IC检测到电池电压达到4.28V时,其

“CO”脚将由高电压转变为零电压,使V2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 充电保护作用。
 

2、过放保护
 
过放是电池正常放电至截止电压后,继续放电。由于负极中需要保持一定的锂离子才能保持结构的稳定,过放使更多的锂

离子迁出,破坏了负极的稳定结构,造成负极不可逆的损坏。在有保护板都情况下,在电池放电过程中,当控制IC检测到

电池电压低于2.75V时,其“DO”脚将由高电压转变为零电压,使V1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,起到过放电保护作用
 
 
3、过流保护
 
一般普通的容量型锂电池,在放电时放电电流不能超过厂家规定的最大放电电流值,否则就会导致电 池的损伤或出现安全

隐患问题。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

产生一个电压,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V1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

保护作用。

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