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7.4V/8.4V鋰電池保護板芯片電路圖方案 — 平芯微PW7120兩節(jié)串聯(lián)鋰電池充放電保護IC 為什么7.4V鋰電池需要保護板? 7.4V鋰電池組(兩節(jié)18650或聚合物電池串聯(lián))廣泛應(yīng)用于藍(lán)牙音箱、電動工具、無人機、礦燈、手持終端等設(shè)備。由于鋰電池的化學(xué)特性,任何過充電、過放電、過電流或短路都可能導(dǎo)致電池鼓包、起火甚至爆炸。因此,每一組7.4V/8.4V鋰電池都必須搭配專用的鋰電池保護板芯片,實時監(jiān)測電池狀態(tài)并在異常情況下自動切斷充放電回路,確保安全。 平芯微PW7120是一款專為7.4V/8.4V兩節(jié)串聯(lián)鋰電池設(shè)計的CMOS充放電保護IC,集成過充電保護、過放電保護、過電流保護和短路保護四大核心功能,搭配外部功率MOSFET即可構(gòu)成完整的鋰電池保護板電路方案。 PW7120 — 7.4V/8.4V鋰電池保護板核心芯片 PW7120采用SOT23-6封裝,是目前市場上應(yīng)用最廣泛的兩節(jié)串聯(lián)鋰電池保護芯片之一。其核心保護參數(shù)如下: 過充電保護:當(dāng)任一節(jié)電池電壓超過過充檢測閾值(典型4.28V)時,PW7120關(guān)斷充電MOSFET,切斷充電通路,防止電池過充至危險電壓。 過放電保護:當(dāng)任一節(jié)電池電壓降至過放檢測閾值(典型2.8V)以下時,PW7120關(guān)斷放電MOSFET,切斷負(fù)載通路,避免電池過度放電導(dǎo)致不可逆容量損失。 過電流保護:當(dāng)放電電流超過設(shè)定閾值時,保護電路在設(shè)定延時后關(guān)斷放電MOSFET,保護電池和負(fù)載安全。 短路保護:當(dāng)檢測到輸出短路時,PW7120在微秒級快速關(guān)斷放電MOSFET,防止瞬間大電流損壞電池。 0V電池充電:支持對完全放空的電池進行涓流恢復(fù)充電,兼容性更強。 7.4V/8.4V鋰電池保護板電路方案選型 根據(jù)不同的持續(xù)放電電流和應(yīng)用場景,平芯微提供多種保護板電路方案配置: 方案1:PW7120 + PW8205A x3(4.5A持續(xù)放電,適合中等功率設(shè)備) 適用場景:電動工具、手持終端等需要4~5A持續(xù)放電的2S應(yīng)用。 電路配置:PW7120保護IC + 3顆PW8205A8TS MOSFET并聯(lián)(TSSOP8封裝),過流保護閾值約13.5A。通過增加MOSFET并聯(lián)數(shù)量,降低導(dǎo)通電阻,提升持續(xù)電流能力和散熱性能。 方案2:PW7120 + PW4406A x2(3A持續(xù)放電,SOP8封裝易焊接) 適用場景:DIY手工焊接、小批量試產(chǎn)場景,SOP8封裝MOSFET更易手工焊接。 電路配置:PW7120保護IC + 2顆PW4406A MOSFET(SOP8封裝),過流保護閾值約7A。SOP8封裝引腳間距大,適合手工焊接和小批量生產(chǎn)。
方案3:PW7120 + PW4406A x4 + PW2213均衡(6A持續(xù)放電,帶電池均衡) 適用場景:高品質(zhì)電池組、長期使用壽命要求高的設(shè)備,需要電池均衡功能防止電芯壓差增大。 電路配置:PW7120保護IC + 4顆PW4406A MOSFET(SOP8封裝)+ PW2213電池均衡芯片。過流保護閾值約14A,帶均衡功能消除兩節(jié)電芯間的電壓不一致,延長電池組循環(huán)壽命。 方案4:PW7120 + PW80N03 x4(15A大電流,適合電動工具/電動車) 適用場景:電動工具(電鉆、角磨機)、電動滑板車、大功率礦燈等15A以上持續(xù)放電的2S應(yīng)用。 電路配置:PW7120保護IC + 4顆PW80N03 MOSFET(TO252大功率封裝),過流保護閾值約30A。TO252封裝散熱能力強,導(dǎo)通電阻極低,可承受15A持續(xù)大電流。
7.4V/8.4V鋰電池保護板 + 充電管理綜合方案 在實際產(chǎn)品中,鋰電池保護板通常需要與充電管理電路協(xié)同工作,構(gòu)成完整的充放電管理系統(tǒng)。以下是經(jīng)過驗證的綜合方案:
不同充電輸入電壓對應(yīng)不同的充電IC選擇:USB 5V場景選升壓型PW4584A或高效PW4253;PD/QC快充選升降壓型PW4000;12V適配器選降壓型PW4084;24V電源選PW4242。所有方案均搭配PW7120保護IC + PW4406A MOSFET構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)保護板電路。 三節(jié)串聯(lián)鋰電池保護板方案(PW7126/PW7127) 除了7.4V/8.4V兩節(jié)串聯(lián)方案外,平芯微同時提供三節(jié)串聯(lián)(3S,標(biāo)稱11.1V,滿電12.6V)鋰電池保護板方案: PW7126:三節(jié)串聯(lián)鋰電池保護IC,功能與PW7120類似,支持3A~15A多種電流等級配置。 PW7127:帶NTC溫度保護的三節(jié)串聯(lián)鋰電池保護IC,在PW7126基礎(chǔ)上增加溫度監(jiān)測,當(dāng)電池溫度異常時主動切斷充放電通路,安全等級更高。 三節(jié)串聯(lián)鋰電池保護板同樣搭配充電管理芯片使用:USB 5V輸入選PW4053A/PW4053A-N升壓至12.6V;PD/QC快充選PW4000升降壓型;24V輸入選PW4243降壓型。 電路設(shè)計要點 設(shè)計7.4V/8.4V鋰電池保護板電路時需注意以下關(guān)鍵點: MOSFET選型原則:根據(jù)持續(xù)放電電流選擇合適數(shù)量的MOSFET。一般規(guī)則是每顆PW8205A(TSSOP8)約承載1.5A持續(xù)電流,每顆PW4406A(SOP8)約承載1.5~2A持續(xù)電流,每顆PW80N03(TO252)可承載4~5A持續(xù)電流。需要更大電流時,通過并聯(lián)多顆MOSFET實現(xiàn)。 均衡芯片PW2213的必要性:當(dāng)兩節(jié)或三節(jié)電芯的容量存在差異時,長期充放電循環(huán)會導(dǎo)致各節(jié)電壓差越來越大,最終某節(jié)先過充或先過放觸發(fā)保護。加入PW2213均衡芯片可消除電芯間的壓差,顯著延長電池組使用壽命,建議在電池容量大于3000mAh或循環(huán)次數(shù)要求大于500次的應(yīng)用中使用。 PCB布局建議:保護IC靠近電池端放置;MOSFET的源漏極走線需足夠?qū)挘堪才嘟ㄗh≥0.5mm線寬);均衡電阻需考慮散熱面積。 應(yīng)用領(lǐng)域 7.4V/8.4V鋰電池保護板芯片方案廣泛應(yīng)用于:便攜式藍(lán)牙音箱
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