Αρχή λειτουργίας του κυκλώματος ισορροπίας κυττάρων

Η πλακέτα προστασίας μπαταρίας λιθίου διαφέρει ανάλογα με το IC προστασίας της μπαταρίας, την τάση και άλλες διαφορετικές παραμέτρους. Η πλακέτα προστασίας έχει δύο βασικά συστατικά: ένα IC προστασίας, το οποίο είναι πιο ακριβές για τη λήψη αξιόπιστων παραμέτρων προστασίας. η άλλη είναι η συμβολοσειρά MOSFET στο κύριο. Λειτουργεί ως διακόπτης υψηλής ταχύτητας στο κύκλωμα φόρτισης και εκφόρτισης για την εκτέλεση ενεργειών προστασίας. Ας εξηγήσουμε το&# DW01 με διπλό σωλήνα NMOS 8205A

Η αρχή του κυκλώματος της συσκευής προστασίας κυκλώματος ισορροπίας μπαταρίας λιθίου φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Σε γενικές γραμμές, πραγματοποιείται κυρίως από τον έλεγχο προστασίας μπαταρίας ICDW01 και τον εξωτερικό διακόπτη εκφόρτισης M1 και τον διακόπτη φόρτισης M2. Το IC ελέγχου είναι υπεύθυνο για την παρακολούθηση της τάσης της μπαταρίας και του ρεύματος βρόχου και για τον έλεγχο των πυλών των δύο MOSFET. Τα MOSFET λειτουργούν ως διακόπτες στο κύκλωμα. Όταν οι ακροδέκτες P + / P- είναι συνδεδεμένοι στο φορτιστή και η μπαταρία φορτίζεται κανονικά, τα M1 και M2 είναι και τα δύο σε αγωγιμότητα. Κατάσταση: Όταν το IC ελέγχου ανιχνεύει μη φυσιολογική φόρτιση, απενεργοποιεί το M2 για να τερματίσει τη φόρτιση. Όταν το τερματικό P + / P- είναι συνδεδεμένο στο φορτίο και η μπαταρία αποφορτίζεται κανονικά, τόσο τα M1 όσο και M2 είναι ενεργοποιημένα. όταν το IC ελέγχου ανιχνεύει την ανώμαλη εκφόρτιση, το M1 απενεργοποιείται για να τερματίσει την εκφόρτιση.

Το κύκλωμα έχει τις λειτουργίες προστασίας από υπερφόρτιση, προστασίας από υπερφόρτιση, προστασίας από υπερένταση και προστασίας βραχυκυκλώματος.

Η αρχή λειτουργίας του κυκλώματος ισορροπίας μπαταρίας αναλύεται ως εξής:

1) Κανονική κατάσταση

Στην κανονική κατάσταση, το&«CO GG»; και&«DO GG»; ακίδες υψηλής τάσης εξόδου DW01 στο κύκλωμα. Και τα δύο MOSFET βρίσκονται σε κατάσταση λειτουργίας και η μπαταρία μπορεί να φορτιστεί και να αποφορτιστεί ελεύθερα. Επειδή η αντίσταση του MOSFET είναι μικρή, συνήθως μικρότερη από 30 milliohms, επομένως η αντίσταση του έχει μικρή επίδραση στην απόδοση του κυκλώματος.

Σε αυτήν την κατάσταση, η τρέχουσα κατανάλωση του κυκλώματος προστασίας είναι uA.

2) Προστασία υπερφόρτισης

Η μέθοδος φόρτισης που απαιτείται για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι σταθερό ρεύμα / σταθερή τάση. Στο αρχικό στάδιο φόρτισης, είναι σταθερή τρέχουσα φόρτιση. Με τη διαδικασία φόρτισης, η τάση θα αυξηθεί στα 4,2V (ανάλογα με το θετικό υλικό ηλεκτροδίου, ορισμένες μπαταρίες απαιτούν σταθερή τιμή τάσης 4,1 V), αλλάξτε σε σταθερή φόρτιση τάσης έως ότου το ρεύμα γίνει μικρότερο και μικρότερο. Όταν η μπαταρία φορτίζεται, εάν το κύκλωμα φορτιστή χάσει τον έλεγχο, η τάση της μπαταρίας θα συνεχίσει να φορτίζεται με σταθερό ρεύμα αφού η τάση της μπαταρίας υπερβεί τα 4.2V. Αυτή τη στιγμή, η τάση της μπαταρίας θα συνεχίσει να αυξάνεται. Όταν η τάση της μπαταρίας φορτιστεί σε περισσότερα από 4,3 V, οι χημικές της μπαταρίας θα επηρεάσουν τις πλευρικές αντιδράσεις, προκαλώντας βλάβη στη μπαταρία ή ζητήματα ασφάλειας.

Σε μια μπαταρία με κύκλωμα προστασίας, όταν το IC ελέγχου (DWO1) ανιχνεύει ότι η τάση της μπαταρίας φτάνει τα 4.3V (αυτή η τιμή καθορίζεται από το IC ελέγχου, διαφορετικά IC έχουν διαφορετικές τιμές), το&του "CO GG"; ο πείρος θα αλλάξει από υψηλή τάση σε μηδενική τάση στρέφει το Μ2 από πάνω σε απενεργοποιώντας, διακόπτοντας έτσι το κύκλωμα φόρτισης, κάνοντας τον φορτιστή να μην μπορεί πλέον να φορτίσει την μπαταρία και να παίζει ρόλο προστασίας υπερφόρτισης. Προς το παρόν, λόγω της ύπαρξης της δίοδος σώματος VD2 ​​του M2, η μπαταρία μπορεί να εκφορτίσει το εξωτερικό φορτίο μέσω της διόδου. Όταν το IC ελέγχου ανιχνεύει ότι η τάση της μπαταρίας υπερβαίνει τα 4,05V και στέλνει το σήμα για απενεργοποίηση του M2, η υπερφόρτιση απελευθερώνεται και το M2 είναι ενεργοποιημένο για να ξεκινήσει η φόρτιση.

3. Προστασία κατά της εκφόρτισης

Όταν η μπαταρία αποφορτίζει το εξωτερικό φορτίο, η τάση της θα μειωθεί σταδιακά με τη διαδικασία εκφόρτισης. Όταν η τάση της μπαταρίας πέσει στα 2,5V, η χωρητικότητά της έχει αποφορτιστεί πλήρως. Προς το παρόν, εάν η μπαταρία συνεχίσει να αποφορτίζει το φορτίο, θα προκαλέσει ζημιά στην μπαταρία. Μόνιμη ζημιά

Στη διαδικασία εκφόρτισης της μπαταρίας, όταν το IC ελέγχου ανιχνεύει ότι η τάση της μπαταρίας είναι χαμηλότερη από 2,5V (αυτή η τιμή καθορίζεται από το IC ελέγχου, διαφορετικά IC έχουν διαφορετικές τιμές), το&«DO GG»; ο πείρος θα αλλάξει από υψηλή τάση σε μηδενική τάση, κάνοντας το M1 Γυρίζει από πάνω σε απενεργοποίηση, το οποίο διακόπτει το κύκλωμα εκφόρτισης, έτσι ώστε η μπαταρία να μην μπορεί πλέον να εκφορτώσει το φορτίο, το οποίο παίζει ρόλο προστασίας από υπερφόρτιση. Προς το παρόν, λόγω της ύπαρξης της δίοδος σώματος VD1 του M1, ο φορτιστής μπορεί να φορτίσει την μπαταρία μέσω αυτής της διόδου.

Επειδή η τάση της μπαταρίας δεν μπορεί να μειωθεί στην κατάσταση προστασίας υπερφόρτισης, η τρέχουσα κατανάλωση του κυκλώματος προστασίας πρέπει να είναι εξαιρετικά μικρή. Προς το παρόν, το IC ελέγχου θα εισέλθει σε κατάσταση χαμηλής κατανάλωσης ισχύος και η κατανάλωση ισχύος ολόκληρου του κυκλώματος προστασίας θα είναι μικρότερη από 0.1uA.

4. Προστασία από υπερένταση

Όταν η μπαταρία εκφορτώνει το φορτίο κανονικά, όταν το ρεύμα εκφόρτισης διέρχεται από τα δύο MOSFET που είναι συνδεδεμένα σε σειρά, λόγω της αντίστασης των MOSFET, θα δημιουργηθεί τάση και στα δύο άκρα του MOSFET. Η τιμή τάσης U=I * RDS * 2, RDS είναι μία αντίσταση αγωγιμότητας MOSFET, το&"CS GG"; ο πείρος στο IC ελέγχου ανιχνεύει την τιμή τάσης. Εάν το φορτίο είναι ανώμαλο για κάποιο λόγο, το ρεύμα βρόχου θα αυξηθεί. Όταν το ρεύμα βρόχου είναι αρκετά μεγάλο για να κάνει U> 0,15V (αυτή η τιμή ελέγχεται από το IC αποφασίζει ότι διαφορετικά IC έχουν διαφορετικές τιμές), ο ακροδέκτης "DO" θα αλλάξει από υψηλή τάση σε μηδενική τάση, μετατρέποντας το M1 σε off, το οποίο διακόπτει το κύκλωμα εκφόρτισης και κάνει το ρεύμα στο κύκλωμα μηδέν. Προστασία υπερβολικού ρεύματος.

Στην παραπάνω διαδικασία ελέγχου, μπορεί να φανεί ότι η τιμή ανίχνευσης υπερέντασης εξαρτάται όχι μόνο από την τιμή ελέγχου του IC ελέγχου, αλλά και από την αντίσταση του MOSFET. Όταν η αντίσταση του MOSFET είναι μεγαλύτερη, η προστασία υπερέντασης του ίδιου IC ελέγχου Όσο μικρότερη είναι η τιμή.

5. Προστασία βραχυκυκλώματος

Όταν η μπαταρία εκφορτώνει το φορτίο, εάν το ρεύμα βρόχου είναι τόσο μεγάλο που U> 1V (αυτή η τιμή καθορίζεται από το IC ελέγχου, διαφορετικά IC έχουν διαφορετικές τιμές), το IC ελέγχου θα κρίνει ότι το φορτίο είναι βραχυκυκλωμένο , και το&"DO GG"; Ο ακροδέκτης θα αλλάξει γρήγορα από υψηλή τάση σε μηδενική τάση, το Μ1 ενεργοποιείται από απενεργοποιημένο, διακόπτοντας έτσι το κύκλωμα εκφόρτισης και παίζοντας το ρόλο προστασίας βραχυκυκλώματος. Ο χρόνος καθυστέρησης της προστασίας βραχυκυκλώματος είναι εξαιρετικά μικρός, συνήθως μικρότερος από 7 μικροδευτερόλεπτα. Η αρχή λειτουργίας του είναι παρόμοια με αυτήν της τρέχουσας προστασίας

Ο πείρος CS του DW01 είναι ο τρέχων πείρος ανίχνευσης Όταν η έξοδος βραχυκυκλώνεται, η πτώση της τάσης του ελέγχου φόρτισης και εκφόρτισης MOSFET αυξάνεται απότομα και η τάση του πείρου CS αυξάνεται γρήγορα. Το σήμα εξόδου DW01 κάνει τον έλεγχο φόρτισης και εκφόρτισης MOSFET να απενεργοποιείται γρήγορα, επιτυγχάνοντας έτσι προστασία υπερέντασης ή βραχυκυκλώματος.