Плата защиты аккумулятора

Литий-ионную ячейку нельзя заряжать выше и разряжать ниже определённого напряжения, а короткое замыкание для неё опасно. Поэтому ячейку дополняют платой защиты: микросхемой-контроллером и двумя MOSFET, которые размыкают цепь при опасном режиме.

Обновлено 22 октября 2026 г.Редакция GAW

Плата защиты аккумулятора (battery protection IC, PCM) — микросхема-контроллер с двумя MOSFET, которая отключает литий-ионную или литий-полимерную ячейку от внешней цепи при опасных режимах: перезаряде, переразряде, перегрузке по току и коротком замыкании. Её ставят прямо на ячейку или в сборку, и она работает независимо от зарядного устройства и нагрузки.

Что контролирует

На примере TI BQ29700 (SLUSBU9I):

Режим	Порог	Задержка
Перезаряд	4,275 В	1,25 с
Переразряд	2,800 В	144 мс
Перегрузка при заряде	−0,100 В на ключах	8 мс
Перегрузка при разряде	0,100 В на ключах	20 мс
Короткое замыкание	0,5 В на ключах	250 мкс

Порог перезаряда у семейства выбирается от 3,85 до 4,60 В с шагом 50 мВ, точность ±10 мВ при 25 °C; переразряда — от 2,00 до 2,80 В. Собственное потребление — около 4 мкА, оно разряжает ячейку постоянно.

Как устроена

Ток измеряется по падению на двух MOSFET в минусовом проводе — отдельного шунта нет. Поэтому порог тока зависит от сопротивления ключей: TI приводит пример: чтобы защита не срабатывала до тока 7 А (наибольший рабочий ток разряда в примере), при пороге 100 мВ суммарное сопротивление двух ключей должно быть около 14,3 мОм. Сама микросхема — контроллер (IC), а плата с ней и ключами — модуль защиты (PCM). Ключей два, с отдельными выходами управления CHG и DSG: один размыкает заряд, другой — разряд, поэтому при переразряде запрещается только разряд.

Не путать плату защиты с зарядным устройством: плата защиты — только аварийная граница, а правильный заряд по методу CC-CV до 4,20 В обеспечивает отдельная микросхема. Разряжать ячейку до порога платы защиты не стоит — рабочее конечное напряжение устройства выбирают выше. Химия и выбор аккумуляторов — в статье «Аккумуляторы и батарейки», ток заряда посчитает калькулятор тока заряда Li-ion.

Частые вопросы

Как плата защиты измеряет ток?

По падению напряжения на своих же двух MOSFET, через которые идёт ток аккумулятора. Отдельного шунта нет: у BQ29700 перегрузка при разряде определяется по 100 мВ на ключах. TI приводит пример: для порога 7 А суммарное сопротивление двух открытых MOSFET должно быть около 14,3 мОм.

Почему ключей два?

У BQ297xx два отдельных выхода управления — CHG для ключа заряда и DSG для ключа разряда. Так микросхема может запретить разряд при переразряде, но оставить возможность заряда, и наоборот — запретить заряд при перезаряде. Восстановление после отказа идёт с задержкой: 12 мс после перезаряда и 8 мс после переразряда и перегрузок.

Заменяет ли плата защиты контроллер заряда?

Нет. Плата защиты — аварийная граница: у BQ29700 она отключает заряд только при 4,275 В. Правильный заряд по методу CC-CV до 4,20 В с ограничением тока выполняет отдельная микросхема зарядного устройства, например MCP73831 или bq21040.

Источники

Texas Instruments. BQ297xx Cost-Effective Voltage and Current Protection Integrated Circuit for Single-Cell Li-Ion and Li-Polymer Batteries (SLUSBU9I, revised August 2024) — разд. 4, BQ29700: перезаряд 4,275 В с задержкой 1,25 с, переразряд 2,800 В / 144 мс, перегрузка при заряде −0,100 В / 8 мс, при разряде 0,100 В / 20 мс, КЗ 0,5 В / 250 мкс; разд. 6.6: порог перезаряда 3,85–4,60 В с шагом 50 мВ, точность ±10 мВ при 25 °C и ±20 мВ при 0–60 °C, переразряд 2,00–2,80 В ±50 мВ; ток потребления 4 мкА тип., 5,5 макс.; выходы CHG и DSG для двух ключей; задержка восстановления 12 мс (OVP), 8 мс (UVP, OCC, OCD); разд. 9.2: 100 мВ / 7 А = 14,3 мОм на два ключа; ток КЗ ограничен напряжением ячейки, её сопротивлением, 2·RDS(on) и дорожками
Microchip. MCP73831/2 Miniature Single-Cell, Fully Integrated Li-Ion, Li-Polymer Charge Management Controllers (DS20001984H) — зарядное устройство CC-CV: напряжение окончания заряда 4,20 В (4,168–4,232 В)
Texas Instruments. LiFePO4 Design Considerations (SLUAAR1, July 2023) — разд. 3: причины теплового разгона Li-ion; LiFePO4 устойчивее

Нашли ошибку?