Prinsip Kerja Litar Imbangan Sel

Papan perlindungan bateri litium berbeza mengikut IC perlindungan bateri, voltan dan parameter lain yang berbeza. Papan perlindungan mempunyai dua komponen teras: IC perlindungan, yang lebih tepat untuk memperoleh parameter perlindungan yang boleh dipercayai; yang lain adalah tali MOSFET di utama Ia berfungsi sebagai suis berkelajuan tinggi dalam litar pengisian dan pelepasan untuk melakukan tindakan perlindungan. Mari jelaskan&# 39 dengan DW01 dengan tiub NMOS berganda 8205A.

Prinsip litar peranti perlindungan litar keseimbangan bateri litium ditunjukkan dalam gambar di atas. Secara amnya, ia disedari terutamanya oleh kawalan perlindungan bateri ICDW01 dan suis pelepasan luaran M1 dan suis pengecas M2. IC kawalan bertanggungjawab untuk memantau voltan bateri dan arus gelung, dan mengawal pintu kedua MOSFET. MOSFET bertindak sebagai suis dalam litar. Apabila terminal P + / P- disambungkan ke pengecas dan bateri diisi dengan normal, M1 dan M2 keduanya dalam keadaan konduksi. Status: Apabila IC kawalan mengesan pengecasan yang tidak normal, ia mematikan M2 untuk menghentikan pengisian. Apabila terminal P + / P- disambungkan ke beban dan bateri habis secara normal, kedua M1 dan M2 dihidupkan; apabila IC kawalan mengesan pelepasan tidak normal, M1 dimatikan untuk menghentikan pembuangan.

Litar ini mempunyai fungsi perlindungan overcharge, perlindungan overdischarge, perlindungan arus lebihan dan perlindungan litar pintas.

Prinsip kerja litar keseimbangan bateri dianalisis seperti berikut:

1) Keadaan normal

Dalam keadaan normal," CO" dan" DO" pin voltan tinggi keluaran DW01 dalam litar. Kedua-dua MOSFET berada dalam keadaan aktif, dan baterinya boleh dicas dan habis dengan bebas. Oleh kerana rintangan on MOSFET kecil, biasanya kurang dari 30 miliohms, maka rintangan on-nya sedikit mempengaruhi prestasi litar.

Dalam keadaan ini, penggunaan litar perlindungan semasa adalah uA.

2) Perlindungan berlebihan

Kaedah pengecasan yang diperlukan untuk bateri lithium-ion adalah arus berterusan / voltan malar. Pada peringkat awal pengisian, ini adalah pengisian arus berterusan. Dengan proses pengecasan, voltan akan meningkat menjadi 4.2V (bergantung pada bahan elektrod positif, beberapa bateri memerlukan nilai voltan malar 4.1V), beralih ke pengecasan voltan berterusan sehingga arus menjadi lebih kecil dan lebih kecil. Semasa bateri sedang diisi, jika litar pengecas kehilangan kawalan, voltan bateri akan terus diisi dengan arus berterusan setelah voltan bateri melebihi 4.2V. Pada masa ini, voltan bateri akan terus meningkat. Apabila voltan bateri diisi lebih daripada 4.3V, reaksi sampingan kimia bateri akan meningkat, menyebabkan kerosakan bateri atau masalah keselamatan.

Dalam bateri dengan litar perlindungan, apabila IC kawalan (DWO1) mengesan voltan bateri mencapai 4.3V (nilai ini ditentukan oleh IC kawalan, IC yang berbeza mempunyai nilai yang berbeza), GGnya; CO" pin akan berubah dari voltan tinggi ke Zero voltan menjadikan M2 dari hidup ke mati, sehingga memotong litar pengecasan, menjadikan pengecas tidak lagi dapat mengecas bateri dan memainkan peranan perlindungan berlebihan. Pada masa ini, kerana adanya diod badan VD2 dari M2, bateri dapat melepaskan beban luaran melalui dioda. Apabila IC kawalan mengesan bahawa voltan bateri melebihi 4.05V dan menghantar isyarat untuk mematikan M2, overcharge dilepaskan, dan M2 dihidupkan untuk mula mengecas.

3. Perlindungan pelepasan berlebihan

Semasa bateri mengeluarkan beban luaran, voltannya secara beransur-ansur akan menurun dengan proses pembuangan Apabila voltan bateri turun menjadi 2.5V, kapasitinya telah habis sepenuhnya. Pada masa ini, jika bateri terus melepaskan muatan, ia akan menyebabkan kerosakan bateri. Kerosakan kekal

Dalam proses pelepasan bateri, ketika IC kawalan mengesan voltan bateri lebih rendah daripada 2.5V (nilai ini ditentukan oleh IC kawalan, IC yang berbeza mempunyai nilai yang berbeza), GGnya; DO" pin akan berubah dari voltan tinggi menjadi voltan sifar, menjadikan M1 Ia berubah dari mati ke mati, yang memotong litar pelepasan, sehingga bateri tidak lagi dapat melepaskan beban, yang berperanan sebagai perlindungan pelepasan berlebihan. Pada masa ini, kerana adanya diod badan VD1 of M1, pengecas dapat mengecas bateri melalui diod ini.

Oleh kerana voltan bateri tidak dapat diturunkan dalam keadaan perlindungan berlebihan, penggunaan semasa litar perlindungan perlu sangat kecil. Pada masa ini, IC kawalan akan memasuki keadaan penggunaan kuasa yang rendah, dan penggunaan kuasa seluruh litar perlindungan akan kurang dari 0.1uA.

4. Perlindungan arus lebih

Semasa bateri melepaskan beban secara normal, ketika arus pelepasan melewati dua MOSFET yang disambungkan secara bersiri, kerana daya tahan MOSFET, voltan akan dihasilkan di kedua-dua hujung MOSFET. Nilai voltan U=I * RDS * 2, RDS adalah rintangan pengaliran MOSFET tunggal," CS" pin pada IC kawalan mengesan nilai voltan. Sekiranya beban tidak normal untuk beberapa sebab, arus gelung akan meningkat. Apabila arus gelung cukup besar untuk membuat U> 0.15V (nilai ini dikendalikan oleh IC memutuskan bahawa IC yang berbeza mempunyai nilai yang berbeza), pin "DO" nya akan berubah dari voltan tinggi menjadi voltan sifar, menjadikan M1 dari ke mati, yang memotong litar pelepasan dan menjadikan arus di litar sifar. Ke perlindungan arus lebih.

Dalam proses kawalan di atas, dapat dilihat bahawa nilai pengesanan arus lebih bergantung bukan hanya pada nilai kawalan IC kawalan, tetapi juga pada rintangan on-MOSFET. Apabila daya tahan MOSFET lebih besar, perlindungan arus lebih IC kawalan yang sama Semakin kecil nilainya.

5. Perlindungan litar pintas

Semasa bateri melepaskan beban, jika arus gelung sangat besar sehingga U> 1V (nilai ini ditentukan oleh IC kawalan, IC yang berlainan mempunyai nilai yang berbeza), IC kawalan akan menilai bahawa beban itu pendek , dan GGnya; DO" pin akan dengan cepat Beralih dari voltan tinggi ke voltan sifar, M1 dihidupkan dari mati ke mati, dengan itu memotong litar pelepasan dan memainkan peranan perlindungan litar pintas. Masa kelewatan perlindungan litar pintas sangat pendek, biasanya kurang dari 7 mikrodetik. Prinsip kerjanya serupa dengan perlindungan semasa

Pin CS DW01 adalah pin pengesanan semasa. Apabila output litar pintas, penurunan voltan MOSFET kawalan caj dan pelepasan meningkat dengan mendadak, dan voltan pin CS naik dengan cepat. Isyarat output DW01 menjadikan kawalan cas dan pelepasan MOSFET dimatikan dengan cepat, sehingga mencapai perlindungan arus lebih atau litar pintas.