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锂电池保护板的简单检测方法

锂电池保护板对锂电池进行过充、过放、过流（充电过流、放电过流和短路）保护，有些保护板上设计有热敏电阻，用于对电池进行过热保护，但过热保护通常是由外电路完成的，并不由保护板实现。保护板上的热敏电阻仅仅是给外电路提供一个温度传感器。如果保护板不良，电池就很容易损坏。本文介绍一种锂电池保护板的简单检测方法。
检测电路如下图：

电路很简单，主要元件就是一个电容和两个电阻，两个开关可以用鳄鱼夹或手动搭线都没问题的。色框内的部分是锂电池保护板的内电路。
原理：
电解电容C连接到保护板上的电池接点（B+，B-）上，充当电池，可进行充电和放电，连接时别弄错极性就行。电压表（数字万用表20V电压档）并联在电容两端，用于监视电池电压。
初始时，电容C没电，保护板上的控制芯片无工作电源，保护板处于全关断状态，即使接通开关K2，电容也不会充电。断开开关K2，电容也无电可放。即使电容有电，但电压达不到保护芯片的工作电压，也不会通过R1、R2放电。
如果带保护板的锂电池（比如手机电池）放置太久，电池因自身放电和保护板电路耗电使电池电压低于保护板上控制芯片的工作电压，保护板则全关断。测量电池引出电极P+、P-无电压，充电也充不进，就相当于上述这种初始情况。对这样的电池，一般人只能将它报废处理。其实很多时候电池并没有坏，只是必须拆开电池的封装外壳跳过保护板直接给电池芯充电，当电池芯的电压达到保护板上控制芯片的工作电压之后，电池才起死回生，能正常充电和使用。
本电路中，电容C充当电池的作用，下文关于电路原理的叙述中一律称之为电池。
接通开关K2，如前所述，电池并不会充电。按下按钮开关K1，5V电源通过R1、保护板的P+、B+（保护板上的这两个接点是直通的）、K1给电池充电，电压表上可实时读取电池两端的电压，当电池电压上升到控制芯片的工作电压（约2V）时，放开K1，这时保护板已正常工作，电池会继续充电，电池电压持续上升。如果想知道保护板在多大的电池电压下开始工作，不要长按K1，按一下，放一下，让电池电压每次上升一点点，注意观察电池电压，当电压到某个值时，不按K1电池电压也继续上升，则这个值就是保护板开始工作的最低电池电压值。
当电池电压上升到过充启动电压时（约4.3V），保护板关断充电通路，进入过充保护状态，充电停止。这时电压表上显示的就是过充保护电压。由于电压表有内阻，以及保护板上控制芯片工作也需要耗电（电流很小），所以电池通过这两条通路缓慢放电，电压表上可看到电池电压缓慢下降。当下降到控制芯片的过充解除电压（约4.1V）时，过充保护状态解除，保护板接通充电通路，5V电源又会给电池充电，电池电压又上升。只要不断开开关K2，电压表读数就在过充启动电压和过充解除电压这两者之间来回变化，可从电压表上读得保护板的这两个参数。
断开开关K2，R1、R2成为电池的外电路负载，电池通过它们放电，电池电压持续下降。当下降到保护板的过放启动电压（约2.4V）时，保护板的放电通路关断，进入过放保护状态，电池停止向外电路放电。这时电压表上显示的就是保护板的过放保护电压。当进入过放保护状态之后，控制芯片也处于待机状态，维持工作的电流非常微小（如芯片DW01为0.2uA），数字万用表的内阻也非常大，所以这时电压表上看到的读数基本不再变化。
再接通开关K2，如果能顺利充电，说明过放状态能自动解除。至于过放解除电压具体是多少，不是很重要的参数。
如果以上过程都正常，基本可确定保护板是正常的。如果充电时电池电压上升到超过4.35V，或放电时电池电压下降到低于2.30V，则可判定保护板是不正常的。锂电池也有不同种类的，保护板是否正常要用实测数据对照电池要求的各个电压值来判断。

以上就是检测的原理。其实就是把电池芯换成电容，用电阻作为负载和充电限流，模拟电池实际的充电状态和放电状态，以方便对保护板进行参数检测并节省时间，免去用真电池进行检测需要的长时间观查，并可避免可能的因保护板不良对真电池造成过充或过放损害。在电压不超过电容耐压的情况下，用电容充当电池不存在过充过放损害的情况。
电容C和电阻R1、R2的选取并不严格，主要看实际使用的数字万用表的显示刷新速度，保证显示的电压值不出现跳跃和读数不费神即可。充电或放电太快，咋个眼电压值就变化了很大就不好观察了。在电容C取定的情况下，R1决定充电速度，R1+R2决定放电速度。充放电速度太慢了也不好，不但费时，甚至区分不出是内电路放电还是外电路放电。
本人用的是优利得UT70A数字万用表，每秒显示刷新三次，用图中元件值，电压读数百分位显示连续不跳跃，读数也轻松不费神。

上面介绍的是锂电池保护板电压保护参数的检测，保护板的电流保护参数（充电过流保护、放电过流保护、短路保护）和响应时间参数是这个电路无法检测的。
过流保护是通过检测保护板上MOS管的压降来完成的，只要控制芯片正常，MOS管的导通电阻与控制芯片要求的相符，过流保护和短路保护一般不会有问题。如果真要检测也不难，但要有可调稳压电源、可调恒流源和可调假负载。响应时间参数则是没有仪器就无法检测的，很多是由控制芯片的内电路参数决定，一般也没必要检测。
对于多节电池的保护板，也可用这种方法检测，每节电池用一个电容代替，下图是三节电池保护板的检测电路：

该电路中每个电容的容量要尽量一致，漏电要小。可把多个标称容量一样的电容（最好是同批次的，漏电参数相差小）串联起来进行充电（如下图）。根据串联电路的基本定律，容量大的获得的电压低，容量小的获得的电压高，容量一样的获得的电压相同。充电之后用数字万用表测量各个电容两端的电压，选取电压相差尽量小的。充电电压高一些（不超过电容串联之后的总耐压），因万用表测量误差引起的容量误差就小一点。

最后，如果经常要检测保护板，不妨把电路做成一块电路板，方便使用。当然区区几个小元件，洞洞板随便接也不费劲，板子大小也随心。下面是通用于1至3节电池保护板检测的电路板PCB图（元件面），K1用6*6mm微动按钮，K2用8.5*8.5mm的6脚自锁按钮开关，C1—C3用直径10mm的1000uF电解电容。通过跳线帽J1、J2短接一个或两个电容来选择相应电池节数的保护板。