Принцип роботи ланцюга балансу клітин

Плата захисту літієвої батареї відрізняється залежно від мікросхеми захисту батареї, напруги та інших різних параметрів. Плата захисту має два основних компоненти: захисну мікросхему, яка є більш точною для отримання надійних параметрів захисту; інший - це струм MOSFET в основному. Він діє як високошвидкісний перемикач в ланцюзі заряду та розряду для виконання захисних дій. Нехай' s пояснить з DW01 з подвійною трубкою NMOS 8205A.

Принцип роботи пристрою захисту ланцюга балансу літієвої батареї показаний на наведеному малюнку. Взагалі кажучи, це в основному реалізується за допомогою регулятора захисту батареї ICDW01 і зовнішнього перемикача розряду M1 і перемикача заряду M2. Мікросхема управління відповідає за контроль напруги акумулятора і струму контуру, а також за керування затворами двох MOSFET. MOSFET діють як перемикачі в ланцюзі. Коли клеми P + / P- підключені до зарядного пристрою і акумулятор заряджається нормально, M1 та M2 проводять. Стан: Коли мікросхема управління виявляє ненормальну зарядку, вона вимикає М2, щоб припинити зарядку. Коли термінал P + / P- підключений до навантаження і акумулятор розряджається нормально, включаються як M1, так і M2; коли ІС управління виявляє ненормальний розряд, М1 вимикається, щоб припинити розряд.

Схема має функції захисту від перенапруги, захисту від перенапруги, захисту від перевантаження по струму та захисту від короткого замикання.

Принцип роботи схеми балансу акумулятора аналізується наступним чином:

1) Нормальний стан

У нормальному стані" CO" та" DO" висновки DW01 виводять високу напругу в ланцюг. Обидва МОП-транзистори увімкнені, і акумулятор можна заряджати та розряджати вільно. Оскільки опорний коефіцієнт опору MOSFET невеликий, як правило, менше 30 міліомів, тому його опір має незначний вплив на роботу схеми.

У цьому стані споживання струму ланцюга захисту становить мкА.

2) Захист від перезарядки

Метод зарядки, необхідний для літій-іонних акумуляторів, - це постійний струм / постійна напруга. На початковому етапі зарядки це заряд постійного струму. У процесі зарядки напруга зросте до 4,2 В (в залежності від матеріалу позитивного електрода деякі батареї потребують постійного значення напруги 4,1 В), перемикайтеся на постійну зарядку напруги, доки струм не стане меншим і меншим. Коли акумулятор заряджається, якщо схема зарядного пристрою втрачає контроль, напруга акумулятора буде продовжувати заряджатися постійним струмом після того, як напруга акумулятора перевищить 4,2 В. У цей час напруга акумулятора буде продовжувати зростати. Коли напруга акумулятора заряджена більше 4,3 В, побічні реакції хімії батареї посиляться, що спричинить пошкодження батареї або проблеми з безпекою.

У батареї із захисною ланцюгом, коли контрольна мікросхема (DWO1) виявляє, що напруга батареї досягає 4,3 В (це значення визначається контрольною мікросхемою, різні мікросхеми мають різні значення), її" CO" штифт зміниться з високої напруги на нульову, перетворюючи М2 на вимкнення, вимикаючи тим самим ланцюг зарядки, роблячи зарядний пристрій більше не в змозі заряджати акумулятор і граючи роль захисту від перезарядки. У цей час, завдяки існуванню діода корпусу VD2 М2, акумулятор може розряджати зовнішнє навантаження через діод. Коли мікросхема управління виявляє, що напруга акумулятора перевищує 4,05 В, і надсилає сигнал на вимкнення M2, надмірний заряд звільняється, і M2 включається, щоб почати заряджатися.

3. Захист від перевантаження

Коли акумулятор розряджає зовнішнє навантаження, його напруга буде поступово зменшуватися в процесі розряду. Коли напруга акумулятора падає до 2,5 В, його ємність повністю розряджається. У цей час, якщо акумулятор продовжує розряджати навантаження, це призведе до пошкодження акумулятора. Постійні пошкодження

У процесі розрядки акумулятора, коли контрольна мікросхема виявляє, що напруга батареї нижча за 2,5 В (це значення визначається контрольною мікросхемою, різні мікросхеми мають різні значення), її" DO" штифт зміниться з високої напруги на нульову напругу, роблячи М1. Він перетворюється з увімкнення на вимикання, що перериває розрядний контур, так що акумулятор більше не може розряджати навантаження, що відіграє роль захисту від перенапруги. В цей час, завдяки існуванню діода VD1 корпусу M1, зарядний пристрій може заряджати акумулятор через цей діод.

Оскільки напруга акумулятора не може бути знижена в стані захисту від перенапруги, споживання струму ланцюга захисту повинно бути надзвичайно малим. У цей час ІС управління перейде в стан низького енергоспоживання, а споживання енергії всієї схеми захисту буде менше 0,1 мкА.

4. Захист від перевантаження по струму

Коли акумулятор розряджає навантаження нормально, коли струм розряду проходить через два послідовно з'єднаних між собою транзистори транзисторів транзисторів (MOSFET), через опір транзисторів транзисторів (MOSFET), на обох кінцях транзистора створюється напруга. Значення напруги U=I * RDS * 2, RDS - це одиночний опір провідності MOSFET," CS" контакт на мікросхемі управління виявляє значення напруги. Якщо навантаження з якоїсь причини ненормальне, струм петлі збільшиться. Коли струм петлі достатньо великий, щоб зробити U> 0,15 В (це значення контролюється ІС вирішує, що різні ІС мають різні значення), його штифт «DO» зміниться з високої напруги на нульову напругу, перетворюючи M1 з на на вимкнено, що перериває розрядний контур і робить струм в ланцюзі нульовим. До захисту від переструму.

У вищезазначеному процесі управління видно, що значення виявлення перевантаження по струму залежить не тільки від управляючого значення контрольної мікросхеми, але і від опору MOSFET на опорі. Коли опір MOSFET проти опору більший, захист від перевантаження по струму тієї ж мікросхеми управління тим менший.

5. Захист від короткого замикання

Коли акумулятор розряджає навантаження, якщо струм контуру настільки великий, що U> 1 В (це значення визначається контрольною мікросхемою, різні мікросхеми мають різні значення), контрольна мікросхема буде судити про те, що навантаження короткозамкнене , та його" DO" штифт швидко перетвориться з високої напруги на нульову напругу, М1 увімкнеться на вимкнене, тим самим відключаючи розрядний контур і відіграючи роль захисту від короткого замикання. Час затримки захисту від короткого замикання надзвичайно короткий, зазвичай менше 7 мікросекунд. Його принцип роботи схожий на захист від переструму

Висновок CS DW01 - це поточний вивід виявлення. Коли вихід короткозамкнений, падіння напруги MOSFET контролю заряду і розряду різко збільшується, а напруга штифта CS швидко зростає. Вихідний сигнал DW01 змушує МОП-транзистор управління зарядом і розрядом швидко вимикатися, забезпечуючи тим самим захист від перевантаження по струму або короткого замикання.