今天拿到一份電池廠給的鋰電池規(guī)格書，發(fā)現(xiàn)里面有保護(hù)板的原理圖、PCB layout、BOM，就差給源文件了，看來(lái)這玩意也沒(méi)太多秘密了，看見(jiàn)有電路資料瞬間來(lái)興趣了，分析一下，學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)。先說(shuō)下一下這款鋰電池的基本參數(shù)：

限充電壓：4.2V

額定電壓：3.7V

放電截止電壓：3V

容量：6000mAh（放電至3V）

標(biāo)準(zhǔn)充電電流：0.2C（1.2A）

以上為常用參數(shù)，其它參數(shù)就不介紹了，下面是保護(hù)板原理圖。

草草看了一下和其它鋰電池保護(hù)板相比，這款鋰電池采用了兩個(gè)電池保護(hù)IC，稍微復(fù)雜一些，負(fù)極串有兩個(gè)小阻值電阻，估計(jì)是為了滿足客戶的電流輸出能力而設(shè)定的，下面慢慢來(lái)分析一下這個(gè)保護(hù)板電路：

仔細(xì)看發(fā)現(xiàn)兩個(gè)保護(hù)IC的型號(hào)雖然相同，但是后綴不同，查閱規(guī)格書發(fā)現(xiàn)參數(shù)有區(qū)別，肯定是有意為之，靠近電芯的IC過(guò)充電壓低一些，過(guò)放電壓高一些。兩款保護(hù)IC參數(shù)如下：

這個(gè)保護(hù)板電路使用兩個(gè)MS3312 MOS管并聯(lián)，沒(méi)找到對(duì)應(yīng)型號(hào)的規(guī)格書，但是找到了一個(gè)PED3312M，參數(shù)應(yīng)該相近，用于電路分析，MOS管內(nèi)部電路如下，這是一個(gè)雙MOS管，內(nèi)部漏極相連。

每一個(gè)保護(hù)IC控制一組四個(gè)MOS管，這四個(gè)MOS管進(jìn)行串并聯(lián)組合，Vgs不變的情況下，我們可以根據(jù)Rdson幾乎不隨漏極電流變化而變化可以得出，這四個(gè)MOS串并聯(lián)組合后整體相當(dāng)于只有一個(gè)Vds管壓降。

過(guò)充檢測(cè)：

保護(hù)IC通過(guò)Pin5測(cè)量電芯電壓，當(dāng)電壓大到一定程度關(guān)閉MOS管，切斷充電，注意兩個(gè)保護(hù)IC的VSS管腳連接的不是同一個(gè)地方，也就是參考GND不一樣。左側(cè)的保護(hù)IC測(cè)量電芯兩端的電壓，而右側(cè)的IC測(cè)量的是電芯電壓+R5電壓+Vds。右側(cè)IC測(cè)量的電壓稍微高一些，但是右側(cè)IC的過(guò)充電壓也高，到底誰(shuí)先發(fā)起過(guò)充保護(hù)呢？來(lái)算一下，假設(shè)以最大電流1.2A充電（實(shí)際上即將充滿時(shí)電流很小），假設(shè)電芯電壓為4.19V（左側(cè)IC未保護(hù)），假設(shè)Rdson = 4.7毫歐（根據(jù)MOS管手冊(cè)取值）

右側(cè)IC測(cè)得的電壓為

UR5 + Vds + Vbat =

1.20.007 + 0.00471.2 + 4.19 = 4.204V

遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到4.275V，所以是左側(cè)IC首先出現(xiàn)過(guò)充保護(hù)。對(duì)于過(guò)充保護(hù)，右側(cè)IC起到備胎的作用，一旦左側(cè)IC出現(xiàn)故障可以及時(shí)接管。

過(guò)放檢測(cè)：

左側(cè)IC的過(guò)放保護(hù)電壓是2.5V，右側(cè)過(guò)放保護(hù)電壓是2.3V，兩個(gè)值差距較大，當(dāng)電芯電壓從高壓逐漸降低時(shí)，首先是左側(cè)IC出現(xiàn)過(guò)放保護(hù)，切斷輸出。

充電/放電過(guò)流檢測(cè)：

充電IC通過(guò)采集Pin2的電壓來(lái)檢測(cè)電流，當(dāng)電壓達(dá)到觸發(fā)值時(shí)關(guān)斷MOS管，由于兩個(gè)IC的參考GND不一樣，所以計(jì)算方法也不一樣。

左側(cè)IC的Pin2采集電壓：UR5 + Vds + UR8

右側(cè)IC的Pin2采集電壓：Vds + UR8

左側(cè)采集的電壓高，兩個(gè)IC的充電/過(guò)放電流檢測(cè)值相同，可見(jiàn)電流增大時(shí)，左側(cè)IC首先保護(hù)，右側(cè)IC起到備胎的作用。

注意：

保護(hù)板一般都采用測(cè)量MOS的導(dǎo)通電壓間接測(cè)量電流，這個(gè)電壓誤差很大，所以過(guò)流檢測(cè)誤差很大，當(dāng)然電池廠設(shè)計(jì)保護(hù)板時(shí)都留有余量，對(duì)于使用電池一方，不能只依靠保護(hù)板來(lái)保護(hù)電池，合理的設(shè)計(jì)充電電路以及合理充電算法也是對(duì)電池的一種安全保護(hù)。