اصل کار مدار تعادل سلول

صفحه محافظ باتری لیتیوم با توجه به IC محافظ باتری ، ولتاژ و سایر پارامترهای مختلف متفاوت است. صفحه محافظ دارای دو جز core اصلی است: IC حفاظتی ، که دقیق تر برای بدست آوردن پارامترهای حفاظتی قابل اعتماد است. دیگری رشته MOSFET در اصلی است و به عنوان یک سوئیچ پرسرعت در مدار شارژ و تخلیه برای انجام اقدامات محافظتی عمل می کند. اجازه دهید&# 39 ؛ با DW01 با لوله NMOS دوگانه 8205A توضیح دهد.

اصل مدار دستگاه محافظ مدار تعادل باتری لیتیوم در شکل بالا نشان داده شده است. به طور کلی ، این امر عمدتا توسط کنترل حفاظت باتری ICDW01 و سوئیچ تخلیه خارجی M1 و سوئیچ شارژ M2 محقق می شود. IC کنترل وظیفه نظارت بر ولتاژ باتری و جریان حلقه و کنترل دروازه های دو MOSFET را بر عهده دارد. MOSFET ها به عنوان کلید در مدار عمل می کنند. وقتی ترمینال های P + / P به شارژر متصل می شوند و باتری به طور معمول شارژ می شود ، M1 و M2 هر دو در هدایت هستند. وضعیت: وقتی آی سی کنترل شارژ غیر عادی را تشخیص می دهد ، M2 را خاموش می کند تا شارژ قطع شود. وقتی ترمینال P + / P به بار وصل شود و باتری به طور معمول تخلیه شود ، M1 و M2 روشن می شوند. وقتی IC کنترل تخلیه غیر طبیعی را تشخیص می دهد ، M1 خاموش می شود تا تخلیه خاتمه یابد.

مدار دارای توابع حفاظت از اضافه بار ، محافظت در برابر تخلیه بیش از حد ، حفاظت از جریان اضافی و محافظت در برابر اتصال کوتاه است.

اصل کار مدار تعادل باتری به شرح زیر تجزیه و تحلیل می شود:

1) حالت طبیعی

در حالت طبیعی ،&"CO GG" ؛ and"؛ DO"؛ پایه های DW01 ولتاژ بالا را در مدار خارج می کنند. هر دو MOSFET در حالت روشن هستند و باتری می تواند آزادانه شارژ و تخلیه شود. از آنجا که مقاومت روشن MOSFET کم است ، معمولاً کمتر از 30 میلی اهم است ، بنابراین مقاومت در برابر آن تأثیر کمی بر عملکرد مدار دارد.

در این حالت ، میزان مصرف جریان مدار حفاظت uA است.

2) حفاظت از اضافه بار

روش شارژ مورد نیاز باتری های لیتیوم یون ولتاژ جریان / ثابت ثابت است. در مرحله اولیه شارژ ، شارژ جریان ثابت است. با فرآیند شارژ ، ولتاژ به 4.2 ولت افزایش می یابد (بسته به ماده الکترود مثبت ، برخی از باتری ها به ولتاژ ثابت 4.1 ولت نیاز دارند) ، به شارژ ولتاژ ثابت بروید تا جریان کوچکتر و کوچکتر شود. هنگام شارژ شدن باتری ، اگر مدار شارژر کنترل خود را از دست داد ، ولتاژ باتری با جریان ثابت شارژ می شود بعد از اینکه ولتاژ باتری از 4.2 ولت بیشتر شد. در این زمان ، ولتاژ باتری همچنان در حال افزایش است. هنگامی که ولتاژ باتری به بیش از 4.3 ولت شارژ می شود ، واکنش های جانبی شیمیایی باتری تشدید می شود و باعث آسیب به باتری یا مشکلات ایمنی می شود.

در یک باتری دارای مدار محافظ ، وقتی IC کنترل (DWO1) تشخیص می دهد که ولتاژ باتری به 4.3 ولت رسیده است (این مقدار توسط IC کنترل تعیین می شود ، IC های مختلف مقادیر مختلف دارند) ،&آن عبارت است از: CO"؛ پین از ولتاژ بالا به ولتاژ صفر تبدیل می شود و M2 را از روشن به خاموش تبدیل می کند ، در نتیجه مدار شارژ را قطع می کند ، باعث می شود شارژر دیگر قادر به شارژ باتری نباشد و نقش محافظتی بیش از حد را بازی کند. در این زمان ، به دلیل وجود دیود بدنه VD2 M2 ، باتری می تواند بار خارجی را از طریق دیود تخلیه کند. وقتی آی سی کنترل تشخیص داد که ولتاژ باتری بیش از 4.05 ولت است و سیگنال را برای خاموش کردن M2 ارسال می کند ، شارژ اضافی آزاد می شود و M2 روشن می شود تا شارژ شروع شود.

3. محافظت در برابر تخلیه

وقتی باتری در حال تخلیه بار خارجی است ، با روند تخلیه ولتاژ آن به تدریج کاهش می یابد. وقتی ولتاژ باتری به 2.5 ولت کاهش می یابد ، ظرفیت آن کاملاً تخلیه شده است. در این زمان ، اگر باتری به تخلیه بار ادامه دهد ، باعث خرابی باتری می شود. آسیب دائمی

در فرآیند تخلیه باتری ، هنگامی که IC کنترل تشخیص می دهد که ولتاژ باتری کمتر از 2.5 ولت است (این مقدار توسط IC کنترل تعیین می شود ، IC های مختلف دارای مقادیر مختلف هستند) ،&آن عبارت است از: DO"؛ پین از ولتاژ بالا به ولتاژ صفر تبدیل خواهد شد ، و باعث می شود M1 از روشن به خاموش شود ، که مدار تخلیه را قطع می کند ، بنابراین باتری دیگر نمی تواند بار را تخلیه کند ، که نقش محافظت در برابر تخلیه بیش از حد را دارد. در این زمان ، به دلیل وجود دیود بدنه VD1 از M1 ، شارژر می تواند باتری را از طریق این دیود شارژ کند.

از آنجا که ولتاژ باتری را نمی توان در حالت محافظت در برابر تخلیه بیش از حد کاهش داد ، لازم است که مصرف جریان مدار محافظ بسیار کم باشد. در این زمان ، آی سی کنترل وارد حالت کم مصرف برق می شود و مصرف برق کل مدار محافظتی کمتر از 0.1uA خواهد بود.

4. محافظت از جریان اضافی

هنگامی که باتری بار را به طور معمول تخلیه می کند ، هنگامی که جریان تخلیه از دو MOSFET متصل به صورت سری عبور می کند ، به دلیل مقاومت در برابر MOSFET ، در هر دو انتهای MOSFET ولتاژ ایجاد می شود. مقدار ولتاژ U=I * RDS * 2، RDS یک مقاومت هدایت MOSFET است ،&"CS GG" ؛ پین روی آی سی کنترل مقدار ولتاژ را تشخیص می دهد. اگر بار به دلایلی غیرطبیعی باشد ، جریان حلقه افزایش می یابد. هنگامی که جریان حلقه به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند U> ؛ 0.15V (این مقدار توسط IC کنترل می شود تصمیم می گیرد که IC های مختلف مقادیر مختلف داشته باشند) ، پین "DO" آن از ولتاژ بالا به ولتاژ صفر تبدیل می شود ، و M1 را از خاموش ، که مدار تخلیه را قطع می کند و جریان را در مدار صفر می کند. برای محافظت از جریان بیش از حد.

در فرآیند کنترل فوق ، مشاهده می شود که مقدار تشخیص جریان بیش از حد نه تنها به مقدار کنترل IC کنترل ، بلکه همچنین به مقاومت در برابر MOSFET بستگی دارد. هنگامی که مقاومت در برابر MOSFET بیشتر باشد ، حفاظت از جریان اضافی همان IC کنترل مقدار کمتری دارد.

5. محافظت از اتصال کوتاه

هنگامی که باتری در حال تخلیه بار است ، اگر جریان حلقه آنقدر زیاد باشد که U>؛ 1V (این مقدار توسط IC کنترل تعیین می شود ، IC های مختلف مقادیر مختلف دارند) ، IC کنترل قضاوت می کند که بار اتصال کوتاه است ، و&آن ؛ DO" ؛ پین به سرعت از ولتاژ بالا به ولتاژ صفر تبدیل می شود ، M1 از روشن به خاموش می شود ، در نتیجه مدار تخلیه را قطع می کند و نقش محافظت از اتصال کوتاه را بازی می کند. زمان تأخیر در حفاظت از اتصال کوتاه بسیار کوتاه است ، معمولاً کمتر از 7 میکرو ثانیه است. اصل کار آن مشابه بیش از حفاظت فعلی است

پین CS DW01 پین تشخیص فعلی است. وقتی خروجی اتصال کوتاه می شود ، افت ولتاژ کنترل شارژ و دشارژ MOSFET به شدت افزایش می یابد و ولتاژ پین CS به سرعت بالا می رود. سیگنال خروجی DW01 باعث می شود کنترل شارژ و دشارژ MOSFET به سرعت خاموش شود و در نتیجه از حفاظت جریان اضافی یا اتصال کوتاه استفاده شود.