Princip rada kruga ravnoteže ćelija

Zaštitna ploča litijumske baterije razlikuje se u skladu s IC zaštitom baterije, naponom i drugim različitim parametrima. Zaštitna ploča ima dvije ključne komponente: zaštitnu IC, koja je preciznija za dobivanje pouzdanih zaštitnih parametara; druga je MOSFET žica u glavnom. Djeluje kao brzi prekidač u krugu punjenja i pražnjenja za obavljanje zaštitnih radnji. Objasnimo&# 39 s DW01 s dvostrukom NMOS cijevi 8205A.

Princip sklopa uređaja za zaštitu sklopa za balansiranje litijumske baterije prikazan je na gornjoj slici. Uopšteno govoreći, to se uglavnom ostvaruje preko kontrole zaštite baterije ICDW01 i vanjskog prekidača za pražnjenje M1 i prekidača za punjenje M2. Upravljačka IC odgovorna je za nadgledanje napona baterije i struje petlje i kontrolu ulaza dva MOSFET-a. MOSFET-ovi djeluju kao prekidači u krugu. Kada su terminali P + / P- spojeni na punjač i ako se baterija normalno puni, M1 i M2 su u provodljivosti. Status: Kada upravljačka IC otkrije abnormalno punjenje, isključuje M2 da bi prekinula punjenje. Kada se P + / P- terminal priključi na opterećenje i baterija se normalno isprazni, uključeni su i M1 i M2; kada upravljačka IC detektira nenormalno pražnjenje, M1 se isključuje da bi prekinuo pražnjenje.

Sklop ima funkcije zaštite od prekomjernog punjenja, zaštite od prekomjernog pražnjenja, zaštite od prekomjernog strujanja i zaštite od kratkog spoja.

Princip rada kruga balansa baterije analizira se na sljedeći način:

1) Normalno stanje

U normalnom stanju," CO" i" DO" pinovi DW01 daju visoki napon u krugu. Oba MOSFET-a su uključena, a baterija se može slobodno puniti i prazniti. Budući da je otpor MOSFET-a na malom, obično manji od 30 milioma, pa njegov otpor ima malo utjecaja na performanse sklopa.

U ovom stanju trenutna potrošnja zaštitnog kruga je uA.

2) Zaštita od prekomjernog punjenja

Način punjenja potreban za litijum-jonske baterije je konstantna struja / konstantan napon. U početnoj fazi punjenja to je punjenje konstantnom strujom. Procesom punjenja napon će porasti na 4,2 V (ovisno o materijalu pozitivne elektrode, neke baterije zahtijevaju konstantnu vrijednost napona od 4,1 V), prebacite se na punjenje sa stalnim naponom sve dok struja ne bude sve manja i manja. Kada se baterija puni, ako krug punjača izgubi kontrolu, napon akumulatora nastavit će se puniti konstantnom strujom nakon što napon akumulatora pređe 4,2 V. Trenutno će napon akumulatora rasti. Kad se napon akumulatora napuni na više od 4,3 V, hemijske reakcije akumulatora će se pojačati, uzrokujući oštećenje baterije ili sigurnosne probleme.

U bateriji sa zaštitnim krugom, kada upravljački IC (DWO1) otkrije da napon akumulatora dosegne 4,3 V (ovu vrijednost određuje upravljački IC, različiti IC imaju različite vrijednosti), njegov&"CO" GG; pin će se iz visokog napona prebaciti u nulti napon, a M2 će se uključiti, odnosno isključiti, čime će se krug punjenja isključiti, punjač više neće moći puniti bateriju i igrati ulogu zaštite od prekomjernog punjenja. Trenutno, zbog postojanja tjelesne diode VD2 na M2, baterija može isprazniti vanjsko opterećenje kroz diodu. Kada upravljačka IC utvrdi da napon akumulatora premašuje 4,05 V i pošalje signal za isključivanje M2, prekomjerno punjenje se oslobađa i M2 se uključuje za početak punjenja.

3. Zaštita od prekomjernog pražnjenja

Kada baterija prazni vanjsko opterećenje, njezin napon će se postupno smanjivati ​​s procesom pražnjenja. Kad napon akumulatora padne na 2,5 V, njegov je kapacitet potpuno ispražnjen. U ovom trenutku, ako baterija i dalje prazni teret, to će uzrokovati oštećenje baterije. Trajna oštećenja

U procesu pražnjenja akumulatora, kada upravljački IC otkrije da je napon akumulatora niži od 2,5 V (ovu vrijednost određuje upravljački IC, različiti IC imaju različite vrijednosti), njegov&"DO GG"; pin će se iz visokog napona promijeniti u nulti napon, čineći M1. On se uključuje, isključuje, što prekida krug pražnjenja, tako da baterija više ne može isprazniti opterećenje, što igra ulogu zaštite od prekomjernog pražnjenja. Trenutno, zbog postojanja tjelesne diode VD1 od M1, punjač može puniti bateriju putem ove diode.

Budući da se napon akumulatora ne može smanjiti u stanju zaštite od prekomjernog pražnjenja, trenutna potrošnja zaštitnog kruga mora biti izuzetno mala. Trenutno će upravljačka IC-a ući u stanje niske potrošnje energije, a potrošnja energije cijelog zaštitnog kruga bit će manja od 0,1 uA.

4. Zaštita od prekomjerne struje

Kad se baterija normalno isprazni, kada struja pražnjenja prolazi kroz dva MOSFET-a serijski spojena, zbog otpora MOSFET-ova na naponu, na oba kraja MOSFET-a generirat će se napon. Vrijednost napona U=I * RDS * 2, RDS je jedan MOSFET-otpor provodljivosti,&"CS GG"; pin na upravljačkoj IC prepoznaje vrijednost napona. Ako je opterećenje iz nekog razloga abnormalno, struja petlje će se povećati. Kada je struja petlje dovoljno velika da stvori U> 0,15V (ovu vrijednost kontrolira IC odlučuje da različiti IC imaju različite vrijednosti), njegov "DO" pin promijenit će se iz visokog napona u nulti napon, okrećući M1 od na na isključeno, što prekida krug pražnjenja i čini struju u krugu nulom. Za zaštitu od prekomjerne struje.

U gore navedenom upravljačkom procesu može se vidjeti da vrijednost otkrivanja prekomjerne struje ne ovisi samo o upravljačkoj vrijednosti upravljačke IC, već i o otpornosti MOSFET-a. Kad je otpor MOSFET-a na povećanju veći, nadstrujna zaštita istog upravljačkog IC-a Što je manja vrijednost.

5. Zaštita od kratkog spoja

Kada baterija prazni teret, ako je struja petlje toliko velika da je U> 1V (ovu vrijednost određuje upravljačka IC, različiti IC imaju različite vrijednosti), upravljačka IC će presuditi da je opterećenje kratko spojeno , i njegov" DO" pin će se brzo okrećući se od visokog napona do nultog napona, M1 se uključuje, pa se prekida strujni krug i igra ulogu zaštite od kratkog spoja. Vrijeme kašnjenja zaštite od kratkog spoja izuzetno je kratko, obično manje od 7 mikrosekundi. Njegov princip rada sličan je prenaponskoj zaštiti

CS pin DW01 trenutni je pin za otkrivanje. Kada je izlaz kratko spojen, pad napona MOSFET-a za kontrolu punjenja i pražnjenja naglo se povećava, a napon CS pina brzo raste. Izlazni signal DW01 čini da se MOSFET za kontrolu punjenja i pražnjenja brzo isključi, čime se postiže zaštita od prekomjernog toka ili kratkog spoja.