概要保護電路基本構成各元器件簡要介紹保護電路工作原理保護電路的附加功能保護電路的最新發展保護電路基本構成一、控制電路二、控制開關三、保護器保護電路使用的元件有：保護IC、場效應管（MOSFET）、貼片電阻、貼片電容、熱敏電阻、識別電阻（或識別IC)、保險絲、PTC等。

另外：部分保護電路還有溫度保護、識別功能。元器件簡要介紹元器件功能保護IC檢測保護電路當前電池的電壓、電流、時間等參數以此來控制場效應管的開關狀態場效應管起開關作用貼片電阻限流貼片電容濾波、調節延遲時間熱敏電阻檢測電池塊內的環境溫度保險絲防止流過電池的電流過大，切斷電流回路PTC流過電流過大時自身阻抗增加，控制回路電流元器件簡要介紹---貼片電阻基本參數有：封裝尺寸、額定功率、阻值、允許偏差等。1、封裝：表示電阻的尺寸大小，有兩種表示方法

（1）EIA（美國電子工業協會）代碼：以英寸為單位，用4位數字表示長和寬，前2位表示長、后2位表示寬；（2）米制代碼：以毫米為單位，也是用4位數字表示長和寬；

2、功率：表示通過電流的能力，P=I2*R。下表為7種電阻尺寸代碼及功率EIA代碼0402060308051206121020102512米制代碼1005160820123216322550256432長、寬1.0X0.51.6X0.82.0X1.253.2X1.63.2X2.55.0X2.56.3X3.15高0.30.450.50.550.550.550.55額定功率1/161/161/101/81/41/21元器件簡要介紹---貼片電阻

3、阻值：貼片電阻表面上用三位數字表示阻值其中第一、二位為有效數字，第三位數字表示倍率—即有效數字*10n，有小數點時用“R”來表示，并占一位有效位數字如：102表示10×102=1KΩ；

511表示51×101=510Ω；2R2表示2.2Ω；

4、允許偏差：B檔表示±0.1﹪；D檔表示±0.5﹪；F檔表示±1﹪；J檔表示±5﹪；K檔表示±10﹪；M檔表示±20﹪。元器件簡要介紹---貼片電容基本參數：封裝尺寸、耐壓、容值、允許偏差、材質、阻抗等1、封裝尺寸：其尺寸代碼與貼片電阻相同。2、耐壓：不同容值、不同封裝、不同偏差的電容廠家能做到的耐壓值也不相同。一般容值越低，耐壓值越高；封裝尺寸越大耐壓值也越高；偏差越大耐壓值越高。3、容值：容值表示方法與電阻類似如：104表示10×104pF=100000pF=0.1uF，2R2表示2.2pF；

注：容值單位是pF，其中1pF=10-3nF

=10-6uF=10-12F

4、允許偏差：允許偏差表示方法也與電阻類似F檔表示±1﹪；J檔表示±5﹪；K檔表示±10﹪；M檔表示±20﹪；N檔表示±30﹪；Z檔表示+80,-20﹪。

5、材質：COG(NPO)容值精度為5﹪；X5R(X7R)容值精度為10﹪；Y5V容值精度為20﹪；Z5U容值精度為+80,-20﹪；元器件簡要介紹---熱敏電阻有PTC(POSITIVETEMPERATURECOEFFICENT)正溫度系數，如過流保護器；NTC(NEGATIVETEMPERATURECOEFFICENT)負溫度系數兩種?！颪TC基本參數有封裝尺寸、阻值、允許偏差，B常數、B值偏差等。

NTC阻值隨溫度呈非線性變化，NTC熱敏電阻的阻值隨溫度的變化函數如下式：R25C是熱敏電阻在室溫下的阻值，β是熱敏電阻材料的開爾文(Kelvins)常數，T是熱敏電阻的實際攝氏溫度。

元器件簡要介紹---保險絲

基本參數有封裝尺寸、電流與熔斷時間、內阻等。1、封裝尺寸：與貼片電阻表示方法相同。2、電流與熔斷時間：電流越大，熔斷時間越短，以力特434系列為例，廠家建議設計為正常工作電流=3/4額定電流：

3、內阻：遠低于過流保護器，一般為10mΩ左右。

元器件簡要介紹---場效應管一、概述：場效應管是電壓控制器件，縮寫為FET，可通過改變輸入電壓來改變輸入電流。二、類型：有N溝道與P溝道兩種N溝道：高電平控制

P溝道：低電平控制三、基本參數：耐壓：VDSS

、VGSS耐流：ID(DC)、ID(pulse)內阻：RDS(on）封裝：SO-8、TSSOP-8

6IPHWSON、ECH8元器件簡要介紹---場效應管說明：1、場效應管與三極管的區別：場效應管：電壓控制器件，內阻小，耗電小，電流可雙向流動三極管：電流控制器件，內阻較大，耗電很大，電流不可雙向流動。2、N溝道場效應管與P溝道場效應管相比：N溝道高電平導通，內阻較小，價格較低；P溝道低電平導通，內阻較大，價格較高。3、內阻：指場效應管導通時不同電壓、電流下D、S間的內阻，電壓越高時，內阻越低；電流越大，內阻越高。4、保護電路中，單雙節保護電路用N溝道場效應管，多節用P溝道。5、目前常用N溝道場效應管：

FW232、uPA1870、FDW2509NZuPA2450、uPA2452、ECH8601

例如：uPA1870基本參數為內部

VDSS=20V,VGSS=±12V,結構圖

ID(DC)=±6A、

ID(pulse)=±80A

RDS(on）=13-21mΩ

(VGSS=4V,ID=3A)元器件簡要介紹---保護IC

一、概述:保護IC分單節保護IC與多節（串聯）用保護IC，基本功能：過充保護、過放保護、過流保護、短路保護等；基本參數：過充電保護（釋放）電壓、過放電保護（釋放）電壓、過充（放、流）保護延時等。二、單節保護IC

1、內部結構(理光R5421N系列)：管腳說明：序號類型功能1DOUT過放電控制輸出端2V-過電流控制輸入端3COUT過充電控制輸出端4Ct延時控制輸入端5VDD電源正極6VSS地元器件簡要介紹---保護IC2、基本參數：略3、封裝（尺寸）：

SOT-23-6SON6SOT-23-5SON5注：有些保護IC延遲電容是內置的，如精工(Seiko)S-8241、S-8261系列，

理光(RICOH)R5426N系列。元器件簡要介紹---保護IC三、多節保護IC1、2節保護IC：S-8232、MM1292等；2、3節保護IC：S-8233、MM1414等；

3、4節保護IC：MM1294、MM1414等；

封裝：TSSOP-8、SOP-8、SOP-14、

TSSOP-16、TSSOP-20單節保護電路工作原理一、應用電路單節保護電路工作原理二、工作狀態說明

1、正常狀態：IC的電源電壓介于過放電保護電壓VDET2和過充電保護電壓VDET1之間，DOUT端和COUT端的輸出皆為高電平，充、放電MOSFET處于導通狀態，電池充放電都可進行；

2、過充電狀態：充電時，若電池電壓升高使VDD≥VDET1，則經過tVDET1的延遲后，COUT端變成低電平，將充電控制MOSFET關斷，停止充電；

3、過充電保護解除條件：當VDD降低至過充解除電壓VREL1以下（不接負載）或VDD降低至過充電關斷電壓VCO以下（加上負載），即可恢復到可充電狀態；

4、過放電狀態：當電池放電至電壓等于或低于VDET2，并經過tVDET2的延遲后，DOUT端變成低電平，控制放電控制MOSFET關斷，停止電池向負載放電。充電電流仍可通過二極管流通。此后，如果電池電壓升高至過放電保護解除電壓VREL2，則DOUT端又變成高電平，使電池可放電狀態得以恢復。

單節保護電路工作原理5、過流保護：在放電時，因負載變化會導致放電電流變化，放電電流增大時

V-的電壓會升高，當V-≥VDET3，并且經過tVDET3的延遲后，DOUT端的輸出變為低電平，關斷放電回路。解除過流狀態后，使V-<VDET3電路恢復正常。6、短路保護：短路保護與過流保護相似，不同的是tSHORT遠小于tVDET3，VSHORT

遠大于VDET3。當發生短路時V-迅速增大，當V->VSHORT且經過tSHORT后，DOUT端輸出變為低電平，關斷放電回路。排除過流狀態后，使V-<VDET3電路恢復正常。短路峰值電流取決于充放電MOSFET導通電阻和PCB布線電阻及VSHORT。注：VDET1—過充電檢測電壓，VDET2—過放電檢測電壓，VDET3—過電流檢測電壓，

tVDET1--過充電檢測延遲，tVDET2--過放電檢測延遲，tVDET2--過電流檢測延遲，

V--保護IC的V-腳對VSS腳的壓降，VSHORT-短路保護檢測電壓，tSHORT-短路保護檢測延遲；

單節保護電路工作原理三、兩參數確定

1、過充電保護延時(外置電容)：計算公式為：tVdet1[sec]=(C3[F]*(VDD[V]-0.7))/(0.48X10-6)

VDD--保護IC的過充電檢測電壓值。簡便計算：延時時間=C3(UF)/0.01UF*77ms

如：C3容值為0.22UF,則延時值為0.22/0.01X77=1694ms。注：嚴格計算還要考慮電容容值的偏差。★外置電容延時的優缺點：優點：過充電檢測延時時間可以調整，適用于對延時有特殊要求且一般內置延時的IC又不能達到要求的電路；缺點：元件數量多，成本增加，故障率提高。單節保護電路工作原理2、過電流值的計算：

依據公式I=U/RU--保護IC的過電流檢測電壓值(定值)；R--保護電路中從B-~P-間的內阻值，具體來間說指的是保護IC的第6腳與R2外接P-處的內阻（大電流回路中MOSFET與PCB布線內阻之和）。例如：一個保護電路中保護IC檢驗電壓為0.20V,R為40mΩ（MOS管內阻以3.8V左右計），則過電流檢測電壓值0.20V/40mΩ=5A注:實際應用中需考慮MOS管的內阻會隨ID變化而變化.單節保護電路工作原理四、失效模式分析

1、R1短路：(1)IC還能正常工作；

(2)當MOS管漏流較大時，流過IC電流增大而損壞IC。

R1開路：IC不工作，保護電路失效。

2、C1短路：(1)VDD=VSS，IC不工作，保護電路失效；