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1、0,1,单节锂电池保护板知识培训,蓝微电子产品技术部,-郭家谱-,0,2,目录,锂电池保护板的认识 单节锂电池保护板的主要参数 单节锂电池保护板的工作原理 单节锂电池保护板材料介绍 单节锂电池保护板材料选型 锂电池保护板生产工艺流程简介 锂电池保护板行业的前景,0,3,一、锂电池保护板的认识,1、锂电池的应用 随着科技进步与社会发展，像手机、笔记本电脑、MP3播放器、PDA、掌上游戏机、数码摄像机等便携式 设备已越来越普及，这类产品中有许多是采用锂离子电池供电。,0,4,2、锂电池的分类 锂电池分为一次电池和二次电池两类，目前在部分耗电量较低的便携式电子产品中主要使用不可充电的一次锂电池，而在
2、笔记本电脑、手机、PDA、数码相机等耗电量较大的电子产品中则使用可充电的二次电池，即锂离子电池。,一、锂电池保护板的认识,0,5,3、锂电池的特点 与镍镉和镍氢电池相比，锂离子电池具备以下几个优点：电压高，单节锂离子电池的电压可达到3.6V，远高于镍镉和镍氢电池的1.2V电压。容量密度大，其容量密度是镍氢电池或镍镉电池的倍。荷电保持能力强（即自放电小），在放置很长时间后其容量损失也很小。寿命长，正常使用其循环寿命可达到500次以上。没有记忆效应，在充电前不必将剩余电量放空，使用方便。,一、锂电池保护板的认识,0,6,4、锂电池保护板的由来 由于锂离子电池的化学特性，在正常使用过程中，其内部进行
3、电能与化学能相互转化的化学正反应，但在某些条件下，如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应,该副反应加剧后，会严重影响电池的性能与使用寿命，并可能产生大量气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题，因此所有的锂离子电池都需要一个保护电路，用于对电池的充、放电状态进行有效监测，并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害。,一、锂电池保护板的认识,0,7,5、锂电池保护板的分类单节保护板-应用于手机、MP3、MP4等单节管理板-应用于PDA、数码相机等多节保护板-应用于对讲机等多节管理板-应用于PDVD、笔记本电脑等,一、锂电池保护板的认识,0,8,6、单节锂电池保
4、护板的组成,一、锂电池保护板的认识,MOSFET,保护IC,电容,电阻,PCB,0,9,6、单节锂电池保护板的组成,一、锂电池保护板的认识,基本组成部分：PCB/FPC、MOSFET、保护IC、贴片电阻、贴片电容特殊组成部分：NTC、ID电阻、解码IC、镀金铜片、镍片,0,10,过充保护电压-关键指标过放保护电压过充恢复电压过放恢复电压充电过流检测电压-关键指标放电过流检测电压-关键指标过充保护延迟时间-关键指标过放保护延迟时间-关键指标充电过流保护延迟时间-关键指标放电过流保护延迟时间-关键指标静态电流内阻-关键指标,二、单节锂电池保护板的主要参数,0,11,过充保护电压-保护IC决定过放保
5、护电压-保护IC决定过充恢复电压-保护IC决定过放恢复电压-保护IC决定充电过流检测电压-保护IC决定放电过流检测电压-保护IC决定过充保护延迟时间-保护IC决定过放保护延迟时间-保护IC决定充电过流保护延迟时间-保护IC决定放电过流保护延迟时间-保护IC决定静态电流-保护IC决定内阻-MOS管决定,二、单节锂电池保护板的主要参数,0,12,1、基本原理图,三、单节锂电池保护板的工作原理,0,13,2、过充电保护,三、单节锂电池保护板的工作原理,0,14,3、过放电保护,三、单节锂电池保护板的工作原理,0,15,4、放电过电流保护,三、单节锂电池保护板的工作原理,0,16,5、充电过电流保护,
6、三、单节锂电池保护板的工作原理,0,17,1、PCB&FPC,四、单节锂电池保护板材料介绍,PCB,FPC,0,18,1、PCB/FPC PCB是英文print circuit board的缩写；FPC是英文flexible print circuit的缩写；,四、单节锂电池保护板材料介绍,0,19,1、PCB/FPC常用的PCB板材有生溢、国际、建滔等；常用的FPC板材有宏仁、台虹等；,四、单节锂电池保护板材料介绍,0,20,1、PCB工艺材质：FR-4规格：1/1 H/H 2/2阻燃级别：94V-0表面处理：OSP、沉金、电镀金成型方式：啤冲、铣边、V-cut、邮票孔常用阻焊颜色：绿色、黑
7、色、白色常用丝印颜色：白色、黑色,四、单节锂电池保护板材料介绍,0,21,1、PCB工艺,四、单节锂电池保护板材料介绍,绿色阻焊油,白色字符油,0,22,2、贴片电阻,四、单节锂电池保护板材料介绍,贴片电阻,贴片电阻,0,23,2、贴片电阻2.1 作用：分压和限流2.2 常用品牌：YAGEO、SKYWELL2.3：贴片电阻识别,四、单节锂电池保护板材料介绍,0,24,3、贴片电容,四、单节锂电池保护板材料介绍,贴片电容,贴片电容,0,25,3、贴片电容3.1 作用：滤波和延时3.2 常用品牌：YAGEO、TDK3.3：贴片电容识别 一般同品牌不同容值的电容颜色不同，高精密电容需用专用电容表进行
8、测量。,四、单节锂电池保护板材料介绍,0,26,4、保护IC,四、单节锂电池保护板材料介绍,保护IC,0,27,4、保护IC4.1 作用：控制MOS管的开关-保护板的大脑-党中央。4.2 常用品牌：SEIKO、RICOH、MITSUMI 4.3 常用封装：SOT-23-5、SOT-23-6、SNT-6A PLP-6、SON-5、SON-6 等,四、单节锂电池保护板材料介绍,0,28,4、保护IC4.3：保护IC识别保护IC表面的字符含义：型号、生产周期/批号等；如保护IC表面字符为：“G2NR”，“G2N”表示型号，R表示生产批号。一般情况下，不同品牌的IC，其表面字符的定义规则不同。,四、单
9、节锂电池保护板材料介绍,0,29,5、MOS管,四、单节锂电池保护板材料介绍,MOS管,0,30,5、MOS管5.1 作用：开关作用-保护板的执行机构-国务院。5.2 常用品牌：TOSHIBA、AOS、PANOSONIC、SANYO、NEC、VISHAY5.3 常用封装：TSSOP8、ECH8、CPH-6 DFN、HWSON等,四、单节锂电池保护板材料介绍,0,31,5、MOS管5.3：MOS管识别MOS管表面的字符含义：型号、生产周期/批号等；一般情况下，不同品牌MOSFET，其表面字符的定义规则不同。,四、单节锂电池保护板材料介绍,0,32,1、PCB工艺PCB厚度：0.5、0.7、0.9
10、等奇数板厚优先；表面处理：OSP沉金镀金阻焊油：绿色黑色白色（依据胶壳颜色）字符油：依据阻焊颜色定 绿油白字 黑油白字 白油黑字容易出现的问题：尺寸不良、阻焊油脱落,五、单节锂电池保护板材料选型,0,33,2、NTC选型NTC,即负温度系数热敏电阻,其使用目的也是为了提高电池和用电设备的安全性,使用电设备能够时时检测到电池的温度变化,及时采取相关应急动作,减小损失,其阻值大小、精度，B值大小、精度都取决于用电设备的参数设定。容易出现的问题：NTC断裂、阻值不良,五、单节锂电池保护板材料选型,0,34,3、FUSE选型FUSE属于二级保护器件,其使用目的是确保电池在保护板失效的情况下发生意外时能
11、够及时切断电路,使之安全.它的选择需要考虑到它的熔断时间参数,要使之长于保护IC的动作时间，确保在正常情况下发生短路，保护IC能够先动作。容易出现的问题：异常熔断、机械断裂,五、单节锂电池保护板材料选型,0,35,3、FUSE选型思考1：FUSE异常熔断的原因是什么？思考2：FUSE熔断的时间长于保护IC动作时间，则FUSE不易出现异常熔断，是否FUSE熔断时间越长越好呢？,五、单节锂电池保护板材料选型,0,36,3、FUSE选型对策1：采用S-8211系列保护IC；对策2：采用激光点焊工艺；,五、单节锂电池保护板材料选型,0,37,4、保护IC选型保护IC属主动器件,直接影响到电池的自耗电流
12、,过充/过放/过流保护电压,过充/过放/过流保护延时和电池保护板中外接电阻电容的大小和数量。,五、单节锂电池保护板材料选型,0,38,4、保护IC选型-示例,五、单节锂电池保护板材料选型,0,39,4、保护IC选型示例,五、单节锂电池保护板材料选型,0,40,5、MOS管选型 MOSFET属被动开关器件,其状态受保护IC支配,在设计时要考虑到MOSFET的耐电压,耐电流能力,内阻,抗ESD能力,MOSFET直接影响到电池的安全性,内阻和寿命。,五、单节锂电池保护板材料选型,0,41,5、MOS管选型-关键指标示例,五、单节锂电池保护板材料选型,0,42,5、MOS管选型,五、单节锂电池保护板材
13、料选型,抗ESD,抗ESD,0,43,六、锂电池保护板生产流程简介,上板,印锡膏,SMT贴片,炉前外观,AOI,回流焊接,ATE,包装,0,44,六、锂电池保护板生产流程简介,1、上板,0,45,六、锂电池保护板生产流程简介,2、印锡膏,0,46,六、锂电池保护板生产流程简介,3、SMT贴片,0,47,六、锂电池保护板生产流程简介,4、入炉前外观检查,0,48,六、锂电池保护板生产流程简介,5、回流焊接,0,49,六、锂电池保护板生产流程简介,6、炉后外观检查,0,50,六、锂电池保护板生产流程简介,7、ATE性能检查,0,51,六、锂电池保护板生产流程简介,8、包装,0,52,六、锂电池保护板的前景,外形：小、薄；功能：安全；价格：低成本趋势；技术突破1：裸片IC SMT工艺推广；技术突破2：复合IC推广应用；技术突破3：COB推广应用；,0,53,六、锂电池保护板的前景,裸片IC应用实例,0,54,六、锂电池保护板的前景,复合IC应用实例,0,55,六、锂电池保护板的前景,COB应用实例,0,56,THE END,
